Halo-CME: Einblicke aus den Sonnenzyklen 23 bis 25

Koronale Massenauswürfe (CMEs) sind grosse Ausbrüche von Plasma und Magnetfeldern aus der Korona der Sonne. Sie können erhebliche Auswirkungen auf das Weltraumwetter haben und sogar Technologien auf der Erde beeinflussen. Dieser Artikel betrachtet das Auftreten von Halo-CMEs während der Sonnenzyklen 23, 24 und 25, wobei der Fokus darauf liegt, wie viele es waren, woher sie kamen und ihre Eigenschaften.

#Was sind Halo-CMEs?

Halo-CMEs erscheinen so, als würden sie die Sonne komplett umgeben, wenn man sie von der Erde aus betrachtet. Sie heissen „Halo“, weil sie wie ein Heiligenschein um die Sonne aussehen. Diese Ereignisse sind wichtig zu untersuchen, weil sie zu verschiedenen Phänomenen des Weltraumwetters führen können, wie geomagnetischen Stürmen, die Satelliten, Stromnetze und Kommunikationssysteme beeinflussen können.

#Vergleich der Sonnenzyklen

Sonnenzyklen sind Zeiträume, in denen die Sonnenaktivität in einem ungefähr vorhersehbaren Muster zunimmt und abnimmt. Jeder Sonnenzyklus dauert etwa 11 Jahre. Während dieser Zyklen variiert die Anzahl der Sonnenflecken - dunkle Punkte auf der Sonnenoberfläche, die auf Sonnenaktivität hinweisen - und ebenso das Auftreten von CMEs. In dieser Studie konzentrieren wir uns auf drei Zyklen: 23, 24 und 25.

#Beobachtungen

Wir haben Daten über Halo-CMEs in den ersten 49 Monaten jedes Zyklus gesammelt. Die insgesamt beobachteten Halo-CMEs waren wie folgt:

• Sonnenzyklus 23: 109 CMEs
• Sonnenzyklus 24: 137 CMEs
• Sonnenzyklus 25: 144 CMEs

Diese Daten zeigen, dass die Anzahl der Halo-CMEs von Zyklus 23 auf die Zyklen 24 und 25 gestiegen ist.

#Sonnenfleckenzahlen

Das Auftreten von Halo-CMEs hängt auch mit der Sonnenfleckenzahl (SSN) zusammen. Die SSN zeigt an, wie aktiv die Sonne während eines bestimmten Zyklus ist. Wenn man die durchschnittliche SSN der drei Zyklen vergleicht:

• Sonnenzyklus 23: 82,7
• Sonnenzyklus 24: 47,8
• Sonnenzyklus 25: 60,5

Die Sonnenfleckenzahl ist im Sonnenzyklus 24 deutlich gesunken, während im Sonnenzyklus 25 ein leichter Anstieg zu verzeichnen war, dieser jedoch weiterhin unter dem Zyklus 23 blieb.

#Häufigkeit der Halo-CMEs

Wenn wir das Verhältnis von Halo-CMEs zur Sonnenfleckenzahl betrachten, finden wir interessante Trends. Die Häufigkeit, berechnet pro Sonnenfleckenzahl, ist:

• Sonnenzyklus 23: 1,32 Halo-CMEs pro Sonnenfleck
• Sonnenzyklus 24: 2,87 Halo-CMEs pro Sonnenfleck
• Sonnenzyklus 25: 2,38 Halo-CMEs pro Sonnenfleck

Das bedeutet, dass obwohl die Sonnenfleckenzahl in den Zyklen 24 und 25 niedriger war, die Anzahl der Halo-CMEs im Verhältnis zu den Sonnenflecken gestiegen ist, insbesondere im Zyklus 24.

#Ursprungsorte der Halo-CMEs

Wir haben auch untersucht, wo die Halo-CMEs auf der Sonne entstanden sind. Die meisten CMEs kommen aus Regionen, die als aktive Bereiche bezeichnet werden, wo sich viel Energie aufbaut, bevor sie freigesetzt wird.

Im Sonnenzyklus 23 kamen die meisten Halo-CMEs aus der Nähe der Mitte der Sonnenscheibe. Allerdings stammen in den Sonnenzyklen 24 und 25 die CMEs aus einem breiteren Spektrum von Orten. Die Verteilung der Ursprungsorte zeigt, dass:

• Nur 12% der CMEs im Zyklus 23 aus weit vom Zentrum entfernt kamen.
• In den Zyklen 24 und 25 kamen mehr als ein Drittel der CMEs aus Regionen, die weiter vom Zentrum der Sonne entfernt liegen.

Das zeigt, dass die aktiven Regionen in den Zyklen 24 und 25 vielfältiger waren im Vergleich zum Zyklus 23.

#Höhen und Geschwindigkeiten der Halo-CMEs

Ein weiterer Faktor, den wir untersucht haben, ist die Höhe, in der diese Halo-CMEs beobachtet wurden, als sie als Halos erschienen. Die Höhen der Halo-CMEs in den Sonnenzyklen 24 und 25 waren allgemein niedriger als die im Zyklus 23.

Wir haben auch herausgefunden, dass die durchschnittlichen Geschwindigkeiten der CMEs in den Zyklen 24 und 25 langsamer waren. Das bedeutet, dass diese CMEs näher an der Sonne und mit niedrigeren Geschwindigkeiten im Vergleich zu denen im Zyklus 23 entstanden sind.

#Einfluss des heliosphärischen Zustands

Der „heliosphärische Zustand“ bezieht sich auf die Bedingungen im Raum rund um die Sonne, einschliesslich Sonnenwind und Magnetfelder. Schwächere Sonnenzyklen neigen dazu, einen niedrigeren heliosphärischen Gesamtpressdruck zu haben. Dieser niedrigere Druck kann es CMEs ermöglichen, beim Weg von der Sonne grösser zu werden, was es wahrscheinlicher macht, dass sie als Halo-CMEs klassifiziert werden.

Infolgedessen kann es während der schwächeren Zyklen eine höhere Auftretensrate von Halo-CMEs geben. Das zeigt sich in den Daten, die ähnliche Eigenschaften für Halo-CMEs in den Zyklen 24 und 25 zeigen, während Zyklus 23 sich deutlich unterscheidet.

#Fazit

Zusammenfassend zeigt die Untersuchung der Halo-CMEs über die Sonnenzyklen 23, 24 und 25 mehrere wichtige Erkenntnisse:

1. Die Anzahl der Halo-CMEs war in den Zyklen 24 und 25 höher als im Zyklus 23. Allerdings war die Sonnenfleckenzahl in diesen Zyklen deutlich niedriger.

2. Die normierte Häufigkeit der Halo-CMEs im Verhältnis zur Sonnenfleckenzahl war im Zyklus 24 am höchsten, was darauf hindeutet, dass dieser Zyklus mehr CMEs pro Sonnenfleck hatte als die anderen Zyklen.

3. Die Ursprungsorte der Halo-CMEs in den Zyklen 24 und 25 waren vielfältiger als im Zyklus 23, wobei ein grösserer Prozentsatz aus Regionen stammt, die weiter vom Zentrum der Sonne entfernt sind.

4. Halo-CMEs, die in den Zyklen 24 und 25 beobachtet wurden, waren in der Höhe niedriger und langsamer als im Zyklus 23, was auf unterschiedliche Entstehungsdynamiken hindeutet.

5. Insgesamt unterstützen die Ergebnisse die Vorstellung, dass Sonnenzyklus 25 ähnlich oder etwas stärker als Zyklus 24, aber deutlich schwächer als Zyklus 23 ist.

Diese Erkenntnisse tragen zu unserem Wissen über Sonnenaktivität und deren Einfluss auf das Weltraumwetter bei, was hilft, Vorhersagen zu verbessern und unser Verständnis des Verhaltens der Sonne zu vertiefen.