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Oct 19, 2023

USTC enthüllt Rekonfigurationsprozess von Sonneneruptionen

Kürzlich hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. GOU Yanyu von der University of Science

Kürzlich hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. GOU Yanyu von der Universität für Wissenschaft und Technologie Chinas (USTC) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) herausgefunden, dass die Struktur eines Sonnenausbruchs während der frühen Ausbrüche eine komplexe Rekonfigurationsentwicklung durchläuft wichtige Fortschritte bei der Untersuchung der Aktivität von Sonnenausbrüchen. Diese Studie wurde in Nature Astronomy veröffentlicht.

In klassischen Bildern ist die Kernstruktur einer Sonneneruption ein Magnetseil, das aus spiralförmig gewundenen Magnetlinien besteht. Wenn die Eruption beginnt, verwandeln sich die magnetischen Seile um den Kern durch magnetische Wiederverbindung in spiralförmig gewundene magnetische Linien, die sich um den ursprünglichen Kern wickeln, was zu dessen schnellem Wachstum in Form eines „Schneeballs“ führt. Allerdings besaß nur ein kleiner Teil (nur etwa ein Drittel) der von verschiedenen erdnahen und interplanetaren Raumfahrzeugen „in situ“ entdeckten Sonnenejekta die erwartete magnetische Struktur, während der Rest erheblich von den klassischen Bildern abwich.

Durch die Untersuchung eines koronalen Massenauswurfs stellten die Forscher fest, dass die magnetische Seilstruktur vor dem Ausbruch während des Ausbruchs einer komplexen Abfolge von Ablösung, Zerfall und Rekonstruktion unterzogen wurde. Beobachtungsergebnisse deuten darauf hin, dass sich die S-förmige magnetische Seilstruktur vor dem Platzen aus kleinen „Samen“ entwickelt hat.

Zu Beginn des Ausbruchs sind die Fußpunkte der magnetischen Seile deutlich durch ein trapezförmiges helles Band in der unteren Atmosphäre zu erkennen. Während des anschließenden heftigen Ausbruchs manifestieren sich die Fußpunkte der Ausbruchsstruktur aufgrund des Fehlens von Material als dunkle Bereiche in der Korona. Mit den hochdynamischen Veränderungen im solaren chromosphärischen Flare-Band und der daraus resultierenden Drift der koronalen Verdunkelungsregion verschieben sich die Fußpunkte der Eruptionsstruktur dramatisch und überschneiden sich kaum mit den Fußpunkten des präeruptiven Magnetseils. Dies steht eindeutig im Gegensatz zu klassischen Bildern, die vorhersagten, dass der koronale Verdunkelungsbereich, der die Fußpunkte der Eruptionsstruktur charakterisiert, die Fußpunkte des ursprünglichen Magnetseils hätte bedecken müssen.

Das Ende der Flare-Zone zeigt ein äußerst unregelmäßiges Muster und eine hin- und hergehende Sägebewegung, die eine komplexe dreidimensionale magnetische Wiederverbindung innerhalb des Magnetseils und zwischen dem Magnetseil und dem umgebenden Feld offenbart. Diese Phänomene legen nahe, dass die dreidimensionale Wiederverbindung des Magnetfelds während der Eruption den Magnetfluss des ursprünglichen Magnetseils fast vollständig ersetzt.

Diese Studie enthüllt die Details des Prozesses der komplexen dreidimensionalen magnetischen Wiederverbindung und ihre wichtige Rolle bei der Bildung koronaler Massenauswürfe. Es liefert eine neue physikalische Erklärung für die Entstehung komplexer Auswurfstrukturen im interplanetaren Raum und wirft Licht auf die Vorhersage des Weltraumwetters.