Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

5.2. DIE SONNE 253
Abbildung 5.27: Vergleich
von auf der Sonne wechselwirkenden
Teilchen
(angezeigt durch die
Gammaemission) und im
interplanetaren Raum
beobachteten Teilchenintensitäten.
Im linken
Teil sind Protonen und
Gamma-Linienemission
verglichen [40], im rechten
Elektronen und Gamma-
Kontinuumsemission
[123]
Spektrum steil ab, da es oberhalb dieser Energie keine starken nuklearen Linien mehr gibt.
Die durchgezogene Linie ist eine Fortsetzung des Spektrums der Kontinuumsemission, wie
sie sich durch einen Fit an die Daten unterhalb 1 MeV ergibt. Der Unterschied zwischen dem
Elektronenkontinuum und den nuklearen Linien kann uns helfen, zwischen den Beiträgen von
beschleunigten Elektronen und Nukleonen zum Spektrum zu unterscheiden. Wir können auf
diese Weise also ein Maß für das Verhältnis zwischen im Flare beschleunigten Elektronen und
Nukleonen bestimmen. Da die meisten Nukleonen Protonen sind, kann man dieses Verhältnis
auch kurz als e/p bezeichnen.
§ 830 Wenn wir auf diese Weise etwas über die Teilchen lernen können, die auf der Sonne
wechselwirken, stellt sich natürlich sofort die Frage, ob es dann nicht sinnvoll wäre, mit direkten
Teilchenbeobachtungen im interplanetaren Raum zu vergleichen (z.B. Helios, für die
Beschreibung des Detektors siehe § 772). Dazu zeigt Abb. 5.27 im linken Teil die Intensität
der im interplanetaren Raum beobachteten Protonen aufgetragen gegen den Fluss der Gammalinienemission
als einem Maß für die auf der Sonne wechselwirkenden Protonen (wenn wir
mit den Symbolen von Abb. 5.25 sprechen wollen, so ist hier die Protonenkomponente von
Phänomen (2) gegen die der Phänomene (3,4) aufgetragen). Jedes Symbol entspricht einem
solaren Flare. Die gestrichelten Linien geben eine grobe Abschätzung für den relativen Anteil
entweichender Teilchen an. Ereignisse, die mit einem Pfeil versehen sind, geben obere Grenzen
in der betreffenden Größe an. Zwischen den beiden Teilchenpopulationen, entweichend
und wechselwirkend, besteht keine Korrelation, insbesondere gibt es eine relativ große Zahl
großer Protoneneregnisse, für die keine Gammalinienemission beobachtet wird (linke obere
Ecke). In diesen Ereignissen entweichen also praktisch alle Protonen, kaum eines der Teilchen
hat die Möglichkeit, mit der Photosphäre der Sonne zu wechselwirken.
§ 831 Diese Ergebnisse sind überraschend, da man ursprünglich erwartet hatte, dass die auf
der Sonne beschleunigten Teilchen in gleichem Maß entweichen wie wechselwirken können.
Der in Abb. 5.27 dargestellte schwache Zusammenhang zwischen diesen Teilchenpopulationen
hat dazu geführt, dass dieses Bild revidiert werden musst. Als Lösungsvorschläge werden
diskutiert: (a) Flares können die Teilchen in unterschiedlichen Höhen beschleunigen, wobei
bei Flares in größeren Höhen die Teilchen leichter entweichen können (viele Teilchen im
interplanetaren Raum, wenig Gammalinienemission), bei Flares in geringerer Höhe dagegen
die meisten Teilchen wechselwirken und nur wenige entweichen können; (b) entweichende und
wechselwirkende Teilchen werden im gleichen Mechanismus beschleunigt, jedoch sind die Mechanismen,
die den Teilchen ein Entweichen erlauben, von Ereignis zu Ereignis variabel; (c)
entweichende und wechselwirkende Teilchen werden im gleichen Mechanismus beschleunigt,
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008