SSCME

Ausgangssituation / Motivation

Koronale Verdunklungen (engl. coronal dimmings) geben wichtige Informationen zum Auslöser, der Entwicklung und den Plasmaeigenschaften von koronalen Masseauswürfen (engl. coronal mass ejections - CMEs), den energiereichsten Ausbrüchen in unserem Sonnensystem.

Koronale Verdunklungen erscheinen als Regionen mit vorrübergehend verringerter Intensität bei EUV und Röntgenwellenlängen, aufgrund der Dichteabsenkung durch die Expansion des koronalen Plasmas beim CME-Ausbruch.

Inhalte und Zielsetzungen

Das vorliegende Projekt präsentiert eine innovative Studie, in der koronale Verdunklungen herangezogen werden, um zentrale CME-Eigenschaften zu ermitteln, die für Vorhersagen von Störungen unseres Weltraumwetters relevant sind, sowie um CMEs auf anderen Sternen nachzuweisen und zu charakterisieren.

In unserem erfolgreichen Vorgängerprojekt CORDIM (ASAP-11) haben wir die einzigartigen simultanen Beobachtungen der Sonne aus unterschiedlichen Satellitenpositionen kombiniert, um optimale Messergebnisse zu erzielen: CMEs (beobachtet am Sonnenrand von den STEREO-Satelliten) und koronale Verdunklungen (beobachtet gegen die Sonnenscheibe von SDO und Proba-2).

Daraus konnten wir signifikante statische Beziehungen zwischen wichtigen CME-Kenngrößen (Geschwindigkeit, Masse, timing) und Parametern des zugehörigen koronalen dimmings (Fläche, Intensitätsabfall, Abfallrate, timing) etablieren.

Auf diese zentralen Ergebnisse aufbauend, verfolgen wir im angesuchten Projekt die folgenden Ziele:

1. Ermittlung von Geschwindigkeit, Masse und 3D Ausbreitungsrichtung schneller erdgerichteter CMEs aus koronalen Verdunklungen,
2. Eichen der Beziehungen zwischen räumlich aufgelösten und integrierten ("Sonne-als-Stern") Messungen koronaler Verdunklungen und der zugehörigen CME-Kenngrößen,
3. Entwicklung einer Methode zur Detektierung und Charakterisierung von CMEs auf anderen Sternen als der Sonne.

Methodische Vorgehensweise

Folgende Beobachtungsdaten kommen in unserem Projekt zur Anwendung: solare EUV-Beobachtungen (Bilder, Spektren) und koronagraphische CME-Beobachtungen von den NASA und ESA Satelliten SDO, STEREO, SOHO und Proba-2 sowie die stellaren Beobachtungen von Flare-Lichtkurven von ROSAT (DLR), XMM-Newton (ESA) und EUVE (NASA).

Erwartete Ergebnisse

Ziele 1 und 2 eröffnen einen neuen Zugang, um erdgerichtete CMEs basierend auf EUV-Beobachtungen zu charakterisieren. Sie stellen zugleich eine Konzeptstudie zur Entwicklung eines Warnsystems dar, um in Echtzeit CMEs, die bedrohlich für unser Weltraumwetter sind, in EUV-Bildern zu detektieren. Dies hat hohe Relevanz für ESA’s SSA Programm.

Ziel 3 ist es, eine neue Methode zu entwickeln und zu testen, um CMEs auf Sternen zu detektieren und ihre Kenngrößen zu ermitteln. Dies hat hohe Relevanz als es gegenwärtig keine verlässliche Methode gibt, um stellare CMEs zu identifizieren.

Jedoch hat die CME-Produktivität eines Sterns einen wesentlichen Einfluss auf die Habitabilität seiner Exoplaneten sowie auf die Entwicklung des Sterns. Wenn unser innovativer Zugang, CMEs auf Sternen zu detektieren und zu charakterisieren, erfolgreich ist, so eröffnet das ein neues Fenster in der Wissenschaft stellarer CMEs.

Projektleitung

Universität Graz - Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie

Universität Graz
Institut für Physik,
Institutsbereich für Geophysik,
Astrophysik und Meteorologie
Prof. Dr. Astrid Veronig
Universitätsplatz 5/II
A-8010 Graz