Extrapolation solarer Vektormagnetogramme: Struktur, Stabilität und Helizität des koronalen Magnetfeldes
Final Report Abstract
Die scheinbar ruhige Korona der Sonne wird regelmäßig durch starke Ausbrüche von koronaler Materie und des solaren magnetischen Feldes gestört. Trifft die in den Weltraum geschleuderte Materie die irdische Magnetosphäre, so werden geomagnetische Stürme erzeugt, die große Schäden zum Beispiel an Satelliten oder elektrischen Leitungen anrichten können. Um solche Ereignisse modellieren und vorhersagen zu können, wird eine detaillierte Kenntnis des koronalen Magnetfeldes benötigt. Da dieses nicht direkt gemessen werden kann, müssen photosphärische Magnetfeldmessungen aufwärts extrapoliert werden, um die fehlenden Informationen zu erhalten. Die Forschungsarbeiten, die während dieses Projekts durchgeführt wurden, erlaubten uns, grundlegende Verbesserungen an den derzeitigen Extrapolationsmethodiken vorzunehmen. Dies hat zur Folge, dass nun Extrapolationen nichtlinearer kraftfreier Magnetfelder zu einem integralen Bestandteil der Auswertung spektopolarimetrischer Messungen, insbesondere von Satelliten aus, geworden sind. Große Aufmerksamkeit wurde bestehenden Inkonsistenzen zwischen beobachteten Magnetogrammen der Photosphäre und einigen der Extrapolation zugrunde liegenden Modellannahmen gewidmet. Dafür wurde eine Methode entwickelt, die solche Inkonsistenzen verringert und damit die Extrapolationen deutlich zuverlässiger macht. Die bisher geleistete Arbeit bildet die Basis für weitergehende zukünftige Untersuchungen. Zum Beispiel unterscheiden sich einige theoretische Modelle zur Beschreibung der Korona grundlegend in der angenommenen Magnetfeldtopologie. Diese Modelle können im Weiteren mit aus beobachteten Magnetogrammen extrapolierten Feldern verglichen werden, um das eine oder andere Modell zu verifizieren. Darüber hinaus können extrapolierte Magnetfelder als Anfangsdaten für numerische Simulationen der zeitlichen Entwicklung des koronalen Materie- Magnetfeld-Systems verwendet werden. Dieses ermöglicht perspektivisch die praktisch wichtige Voraussage solarer Eruptionen.
Publications
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DeRosa, M. L., Schrijver, C. J., Barnes, G., Leka, K. D., Lites, B. W., Aschwanden, M. J., Amari, T., Canou, A., McTiernan, J. M., Regnier, S., Thalmann, J. K., Valori, G., Wheatland, M. S., Wiegelmann, T., Cheung, M. C. M., Conlon, P. A., Fuhrmann, M., Inhester, B., Tadesse, T.
