CME – koronaler Massenauswurf Dirk Gerbig

Präsentation zum Thema: "CME – koronaler Massenauswurf Dirk Gerbig"—  Präsentation transkript:

1 CME – koronaler Massenauswurf Dirk Gerbig

2 Gliederung Motivation Physikalischer Hintergrund Idee Theorie
Anwendung auf das Problem Zusammenfassung

3 Motivation

4 17. Aug Uhr 18. Aug Uhr 18. Aug Uhr 18. Aug Uhr 18. Aug Uhr 18. Aug Uhr 18. Aug Uhr 18. Aug Uhr

5 Theoretische Beschreibung eines koronalen Massenauswurfs - CME (Coronal Mass Ejection)

6 Physikalischer Hintergrund

7 Sonnenatmosphäre Photosphäre Chromosphäre Korona

8 Was ist die Korona ? Äußerster, sehr ausgedehnter Teil der Sonnenatmosphäre Hohes Temperaturniveau ~106 K wird über mehrere Sonnenradien gehalten Niedrige Dichte Nur bei Sonnenfinsternis oder mit Koronagraph sichtbar

9 Was ist ein CME ? Junger Bereich der Sonnenphysik (1973/74)
Zwischen 3-8% des Massenflusses des Sonnenwindes Dauer eines Auswurfs: einige Minuten bis zu mehrere Stunden bogen-, blasen- bzw. strahlenförmige Gebilde Geschlossene Magnetfeldstruktur

10 Wie entstehen CMEs? Ideales System =0
Eingefrorenes Feld: Plasma führt B-Feld mit sich Magnetfeld kann seine Topologie nicht ändern

11 Wie entstehen CMEs? Umstrukturierung der Magnetfeldtopologie
Wenn 0 kann sich Magnetfeldtopologie ändern Feldlinienverschmelzung: erlaubt die Umwandlung von im B-Feld gespeicherter Energie in kinetische Energie des Plasmas

12 CME Daten Physikalische Parameter Geschwindigkeit Masse
kinetische Energie

13 Vom Bild zur Theorie Nicht ein individuelles Ereignis, sondern Oberbegriff für ganze Klasse dynamischer Ereignisse theoretisches Modell von Gibson und Low [1998]

14 Idee

15 Ausgangspunkt: magnetohydrostatische Gleichungen von Gibson und Low
Problem: Lösung singulär auf polarer Achse, kann daher nicht als Startparameter für numerische Simulation genutzt werden Idee: drehen das zugehörige Vektorpotential um Winkel 0 in der r- Ebene

16 Theorie

17 Ideale zeitabhängige MHD Gleichungen für vollionisierte Plasmen
Maxwell-Gleichungen

18 Vereinfachung: Betrachte statisches Gleichgewicht
Maxwell-Gleichungen MHD-Gleichungen

19 Betrachte Magnetfeld (B=0, rotationssymmetrisch bzgl
Betrachte Magnetfeld (B=0, rotationssymmetrisch bzgl. z-Achse ohne  Abhängigkeit)

20 Zur Erinnerung

21 Verallgemeinerte Koordinaten

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26 Gedrehte Koordinaten

27 Bild zur Veranschaulichung

28 Anwendung auf das Problem

29 Gesamtfluss der Gibson und Low Lösung in 3 Teilen
r0: Radius der Kugel r1: Abstand zwischen Ursprung und Mittelpunkt der Kugel

30 Komplexe Variablen u und u*

31

32 Magnetohydrostatische Lösung für 0=/2
Bild von CME Magnetohydrostatische Lösung für 0=/2

33 Zusammenfassung

34 Was / Wie / Wo? Einiges über CMEs
Vom Bild zur Theorie Das Problem und der Ansatz Drehung des Vektorpotentials Magnetohydrostatische Lösung

35 Ende