sehen! Die Sonne „zeichnet“ auch? Es kam auch zu einem Stromausfall!

Kürzlich gab Nature die besten wissenschaftlichen Fotos des Jahres 2023 bekannt. Darunter fällt insbesondere die Arbeit auf, die bei der Wahl zum Astronomiefotografen des Jahres 2023 in der Kategorie „Unsere Sonne“ ausgezeichnet wurde – ein Foto, das ein riesiges „schlangenartiges Sonnenfilament“ zeigt. Im Internet wird oft darüber berichtet, dass sich in den Mundwinkeln „Falten“ bilden. Hat die Sonne auch „Linien“? Was genau ist „Sonnenseide“?

Schlangenartige Sonnenfilamente. Foto von Eduardo Schaberger Poupeau

01Was genau ist Solarseide?

Den Begriff „Sonnenseide“ hört man selten, was genau ist das also? Handelt es sich um ein neues Gadget, das erst kürzlich entdeckt wurde?

Das ist nichts Neues, Sonnenfilamente sind eigentlich Sonnenprotuberanzen . Im Ausland hat die Sonnenprotuberanz jedoch einen anderen, ungewöhnlicheren Namen: „Filament“, was so viel bedeutet wie „Filament, Glühfaden, filamentartiges Objekt“.

Wenn also im Ausland in Berichten über Sonnenprotuberanzen „Solarfilament“ statt „Solarprominenz“ verwendet wird, bezieht sich „Filament“ auf Filament. Wenn wir „Solarfilament“ wörtlich übersetzen, hieße es „Solarfilament“ oder „Solarfilament“!

Sonnenprominenz. Bild von der NASA.

Das Obige ist lediglich eine Erklärung derselben Sache unter Verwendung unterschiedlicher Namen. Im Wesentlichen sind Sonnenfilamente jedoch Protuberanzen und Protuberanzen sind Sonnenfilamente. Es macht jedoch einen Unterschied, wann man von einer Sonnenprotuberanz und wann man von einem Sonnenfilament spricht.

Protuberanzen sind große Plasma- und Magnetfeldstrukturen, die sich von der Sonnenoberfläche nach außen erstrecken, normalerweise in Ringform , und können sich bis in die Korona erstrecken . Die Korona ist die äußerste Schicht der Sonnenatmosphäre, und das Innere der Korona ist in die Chromosphäre und die Photosphäre unterteilt.

Während die Korona aus extrem heißem Plasma besteht, enthalten die Protuberanzen viel kühleres Plasma. Wenn Sie die Protuberanz daher mit der Sonnenoberfläche als Hintergrund fotografieren, werden Sie feststellen, dass die Protuberanz normalerweise aus dunkleren Filamenten besteht .

Sonnenprominenz, Bild von: Visual China

Betrachtet man die Protuberanz jedoch von der Seite vor dem dunklen Hintergrund des Weltraums statt vor der hellen Sonnenscheibe, ist sie deutlich heller.

Beobachtung der Sonnenprominenz mit einem Teleskop für extremes Ultraviolett. Bild von: Mauna Loa Solar Observatory

Das untere Kästchen im obigen Bild ist eine Nahaufnahme der Sonnenprotuberanz. Diese Sonnenprominenz ist eigentlich ein Ganzes. Der Unterschied besteht darin, dass der linke Teil vor dem Hintergrund der Sonnenoberfläche liegt und daher schwarz erscheint, während der rechte Teil der Sonnenprotuberanz vor dem Hintergrund des dunklen Weltraums liegt und daher extrem hell ist.

An diesem Punkt begannen die Namen auseinanderzugehen.

Wenn die Sonnenoberfläche als Hintergrund verwendet wird, wird die Sonnenprotuberanz zu diesem Zeitpunkt üblicherweise als „Solarfilament“ bezeichnet, was Sonnenfilament bedeutet. Wenn es vor dem Hintergrund des dunklen Weltraums platziert wird, spricht man von „Solarprominenz“, was wörtlich „Sonnenprominenz“ bedeutet und in China mit „Sonnenprominenz“ übersetzt wird. Das Wort „珥“ hat im alten China die Bedeutung von Perlen- und Jadeohrringen sowie von Heiligenscheinen auf beiden Seiten der Sonne und des Mondes, was als sehr passend bezeichnet werden kann.

Bild von: National Center for Atmospheric Research

Im obigen Bild werden die mit den Pfeilen links und rechts markierten Stellen in China im Allgemeinen als Sonnenprotuberanzen bezeichnet, da ihre Strukturen gleich sind. In manchen akademischen Kreisen gibt es aufgrund unterschiedlicher Hintergründe unterschiedliche Bezeichnungen.

Sie sehen also, dass es sich bei den Sonnenfilamenten eigentlich um Protuberanzen handelt.

An dieser Stelle haben viele Leser möglicherweise Fragen. Das schlangenförmige Bild des Sonnenfilaments am Anfang dieses Artikels ist keine dunkle Linie, sondern eine helle Linie. Warum ist das so? Der mögliche Grund ist, dass der Autor beim Fotografieren technische Mittel verwendet und bei der Nachbearbeitung eine Bildbearbeitung vorgenommen hat, um das Bild hervorzuheben.

02 Der " Grumpy Guy " in der Sonnenprotuberanz : Explosive Sonnenprotuberanz

Sonnenprotuberanzen haben normalerweise nur geringe Auswirkungen auf den Menschen, dies gilt jedoch nicht für die sogenannten „eruptiven Protuberanzen“, da sie „koronale Massenauswürfe“ auslösen können. Laut Statistik stehen etwa 70 % aller explosiven Protuberanzen im Zusammenhang mit koronalen Massenauswürfen.

„Koronaler Massenauswurf“, fotografiert mit einem Weißlichtkoronagraphen, Bildquelle: Wikipedia, Europäische Weltraumorganisation

Der Vorgang, bei dem riesige Mengen Plasmagas mit Magnetfeldlinien schnell aus der Sonne ausgestoßen werden, wird als „koronaler Massenauswurf“ bezeichnet .

Das Plasma wird mit sehr hoher Geschwindigkeit ausgestoßen, die von einigen zehn Kilometern pro Sekunde bis zu über 1.000 Kilometern pro Sekunde reicht.

Ein so schneller und gewaltiger Plasmaausstoß wird in einigen Extremfällen unweigerlich Auswirkungen auf das Erdmagnetfeld haben und dann das menschliche Leben beeinträchtigen.

Der stärkste jemals aufgezeichnete Einschlag wird als Carrington-Ereignis bezeichnet und ereignete sich am 1. und 2. September 1859.

Nur ein oder zwei Tage vor dem Carrington-Ereignis, am 28. August 1859, entdeckten die Menschen viele Sonnenflecken auf der Sonne, und auch der Nachthimmel war anders als sonst, heller und mit abwechslungsreicheren Farben als üblich. Die Zeitungen verfolgten damals den Trend und berichteten über diese Anomalien. Am 29. August wird die Aurora Australis sogar von Queensland, dem nördlichsten Bundesstaat Australiens, aus sichtbar sein. Auf der Erde entstehen zahlreiche Polarlichter , was eines der Merkmale der Auswirkungen koronaler Massenauswürfe auf die Erde ist .

Aurora, Bild von: Visual China

Am 1. September 1859 beobachteten die britischen Amateurastronomen Richard Carrington und Richard Hodgson vor Mittag unabhängig voneinander Sonneneruptionen. Es ist zu beachten, dass Flares normalerweise von koronalen Massenauswürfen begleitet werden.

Am folgenden Tag traf das Plasma des koronalen Massenauswurfs auf das Magnetfeld der Erde und löste den stärksten Sonnensturm aus, der jemals registriert wurde. Der Sturm verursachte starke Polarlichter und beschädigte das damalige Telegrafensystem der Vereinigten Staaten, wodurch es in einigen Gebieten zu einer Lähmung des Systems kam und Brände verursacht wurden.

Würde dieser Sturm jetzt eintreten, würde er wahrscheinlich großflächige Stromausfälle verursachen.

Zusätzlich zum „Carrington-Ereignis“ gibt es die folgenden Aufzeichnungen von koronalen Massenauswürfen.

Am 9. März 1989 kam es zu einem koronalen Massenauswurf von der Sonne, der vier Tage später, am 13. März, die Erde traf und in der kanadischen Provinz Quebec Stromausfälle und Störungen des Kurzwellenfunks verursachte.

Am 1. August 2010 verursachte ein koronaler Massenauswurf drei Tage später dramatische Polarlichter auf der Erde.

Am 23. Juli 2012 kam es zu einem Super-Sonnensturm, einer Kombination aus koronalen Massenauswürfen, Eruptionen usw. Dieser Sonnensturm hatte gewaltige Ausmaße und war von der Intensität her dem Carrington-Ereignis ebenbürtig. Doch glücklicherweise war dieser Sonnensturm nicht direkt auf die Erde gerichtet, sodass die Auswirkungen nicht erheblich waren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich bei Sonnenfilamenten im Wesentlichen um Sonnenprotuberanzen handelt und dass gewöhnliche Sonnenprotuberanzen lediglich gewöhnliche Phänomene auf der Sonne sind. Nur ausbrechende Sonnenprotuberanzen können Auswirkungen auf die Erde haben. Doch besteht kein Grund zur Sorge, denn selbst wenn die ausbrechende Sonnenprotuberanz einen koronalen Massenauswurf verursacht, wird dessen Auswirkung begrenzt sein, sofern er nicht direkt auf die Erde zusteuert.

Und selbst wenn die Auswurfrichtung direkt auf die Erde gerichtet ist, besteht kein Grund zur Sorge, denn auch koronale Massenauswürfe können unterschiedliche Ausmaße annehmen und bei kleineren Auswürfen treten nur Phänomene wie Polarlichter auf.

Quellen:

①https://solar.physics.montana.edu/ypop/Program/hfilament.html

②https://www.nasa.gov/image-article/what-solar-prominence/

③https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_prominence

④https://en.wikipedia.org/wiki/Coronal_mass_ejection

Autor: Hanmu Diaomeng, ein populärwissenschaftlicher Autor und Gewinner des „National Excellent Popular Science Work Award“ des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie

Gutachter: Zheng Yongchun, Forscher am Nationalen Astronomischen Observatorium der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: China Science and Technology Press Co., Ltd., China Science and Technology Publishing House (Beijing) Digital Media Co., Ltd.