Was ist eine magnetische Wolke?
Eine Magnetwolke (MC) ist entweder eine spezielle Art des Auswerfens der koronalen Masse (CME) von der Oberfläche der Sonne oder ein Ereignis, das einem CME und seinem Sonnenwindstrom geladener Teilchen unmittelbar vorausgeht oder ihm folgt. Es umgibt die Erde, während es sich in Form eines Torus oder Donuts ausbreitet, wobei eine Seite des Torus auf der Sonne zentriert ist und die andere einen großen Raumbereich direkt innerhalb der Erdumlaufbahn einschließt. Der Raum innerhalb einer Magnetwolke ist eine Region des magnetischen Flusses, in der eine Rotation des Erdmagnetfeldes in großem Maßstab stattfindet. Die Feldrotation einer Magnetwolke wurde ab 1981 auf mindestens 0,25 astronomische Einheiten (AE) mit einer Größe von bis zu 1 AE projiziert, wobei die Erde selbst 1 AE von der Sonne entfernt ist.
Das Vorhandensein weltraumwetterähnlicher magnetischer Wolken kann erhebliche Auswirkungen auf die Erde haben, da sie Stürme in der Erdmagnetosphäre verursachen können und relativ häufig auftreten. Beispiele für das magnetische Wolkenereignis wurden zwischen Februar 1995 und November 2007 mindestens 106-mal aufgezeichnet, wobei allein 1997 16 Fälle auftraten. In der Regel dauert jedes Ereignis weniger als einen Tag und ist in magnetischer Richtung von Süden nach Norden ausgerichtet.
Während eine Magnetwolke eine relativ niedrige Protonentemperatur aufweist, kann sie Störungen sowohl in der Magnetosphäre als auch in der Ionosphäre der Erde verursachen. Diese Störungen können die Art der Aurora-Displays verändern sowie die Funktion von Satelliten, darauf basierenden Kommunikationssystemen und Stromnetzen stören. Während der Sonnenwind von der Sonne ziemlich konstant ist, ist ein CME ein besonderes Ereignis im Sonnenwind, bei dem massive Mengen von Plasma und magnetischer Energie mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.000 Kilometern pro Sekunde von der Sonne ausgestoßen werden ). Auf solche Ereignisse folgen häufig Magnetwolken, die aufgrund ihrer Form und ihres Verhaltens auch als Magnetflussseile bezeichnet werden.
Eine magnetische Wolke kann einem CME mehrere Stunden oder länger in Beobachtungen vorausgehen oder folgen. Ein Unterschied zwischen den beiden Ereignissen besteht jedoch darin, dass die Magnetfeldlinien in einer Magnetwolke mit der Sonne verbunden bleiben, während CME-Partikelströme dies nicht tun. Die Feldlinienstärke der Wolke nimmt mit zunehmender Entfernung von der Sonne ab, obwohl sich die magnetischen Kraftlinien im erdnahen Raum stärker verdrehen. Die magnetische Stoßwelle, die die Erde durchläuft, kann nur 10 bis 20 Stunden oder einige Tage andauern. Aufgrund dieser langen Dauer und der durch die magnetischen Wolken und CME-Ereignisse verursachten Abweichungen in der Ausrichtung des Sonnenwinds kann die Aktivität bis zu einem Tag vorhergesagt werden, bevor sie sichtbar wird.
Da fast ein Drittel aller CME-Ereignisse mit einem Auftreten magnetischer Wolken verbunden sind, wird das Phänomen seit vielen Jahrzehnten wissenschaftlich untersucht. Mehrere Raumfahrzeuge, die von der National Aeronautics and Space Administration (NASA) in den USA gestartet wurden, haben magnetische Wolken und andere solare Aktivitäten nachgewiesen, darunter der 1997 gestartete Advanced Composition Explorer (ACE) und das Comprehensive Solar Wind Laboratory (WIND). 1994 gestartet. Ältere Raumfahrzeuge wurden auch zur Überwachung magnetischer Wolkenereignisse verwendet, wie die 1973 gestartete Interplanetary Monitoring Platform 8 (IMP 8) und der International Sun-Earth Explorer 3 (ISEE 3), eine Gruppe von drei Satelliten, für die sie verwendet wurden Untersuchung der Magnetosphäre, die zwischen 1977 und 1982 gestartet wurde. Der dritte ISEE-Satellit ging 1985 in den Ruhestand, als er zur Nahbeobachtung durch das Heck des einfallenden Kometen P / Giacobini-Zinner flog.