Solarenergetische Teilchen - Solar energetic particles

Diese Visualisierung der Teilchenbeschleunigung über einen Stoß ist eine vereinfachte Darstellung der Stoßdriftbeschleunigung, die die Bewegung von Elektronen (gelb) und Protonen (blau) zeigt.

Solarenergetische Teilchen ( SEP ) sind hochenergetische Teilchen, die von der Sonne kommen. Sie wurden erstmals in den frühen 1940er Jahren beobachtet. Sie bestehen aus Protonen , Elektronen und HZE-Ionen mit einer Energie im Bereich von einigen zehn keV bis zu vielen GeV (die schnellsten Teilchen können einen großen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit erreichen, wie bei einer "Bodenniveau-Verstärkung", einem plötzlichen Anstieg der kosmische Strahlungsintensität, die von bodengestützten Detektoren beobachtet wurde, die zuerst von Scott Forbush beobachtet wurden ). Sie sind von besonderem Interesse und Bedeutung, da sie Leben im Weltraum gefährden können (insbesondere Partikel über 40 MeV ).

Solarenergetische Teilchen können entweder von einer Sonneneruptionsstelle oder durch Stoßwellen in Verbindung mit koronalen Massenauswürfen (CMEs) stammen. Allerdings produzieren nur etwa 1 % der CMEs starke SEP-Ereignisse.

SEPs sind auch deshalb von Interesse, weil sie eine gute Probe von Solarmaterial liefern. Trotz der Kernfusion im Kern ist der Großteil des Sonnenmaterials repräsentativ für das Material, das das Sonnensystem gebildet hat. Durch die Untersuchung der Isotopenzusammensetzung von SEP können Wissenschaftler indirekt das Material messen, das das Sonnensystem gebildet hat.

Zwei Hauptmechanismen der Beschleunigung sind möglich: die diffusive Stoßbeschleunigung (DSA, ein Beispiel für die Fermi-Beschleunigung zweiter Ordnung ) oder der Stoß-Drift-Mechanismus. SEPs können innerhalb von 5–10 Sonnenradien (5% des Sonne-Erde-Abstands) auf Energien von mehreren zehn MeV beschleunigt werden und können im Extremfall die Erde in wenigen Minuten erreichen. Dies macht die Vorhersage und Warnung von SEP-Ereignissen ziemlich schwierig.

Im März 2021 berichtete die NASA, dass Wissenschaftler die Quelle mehrerer SEP-Ereignisse lokalisiert hatten, was möglicherweise zu verbesserten Vorhersagen in der Zukunft führen könnte.

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