Frage Schockfront / Teilchendichte

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Thorsten Gaulke
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Frage Schockfront / Teilchendichte

Beitrag von Thorsten Gaulke » 16. Feb 2011, 20:08

Moin,

ich hab da mal ne Frage...

Verhält sich der Sonnenwind / die Schockfront, die zu erwarten ist, wie eine Wasserwelle ?

Wie komme ich darauf: Die Teilchendichte ist i.A. auf 0,1p/cm³ abgerutscht...wenn ich an das Wellenspiel an der See denke, zieht sich das Wasser vor jeder Welle auch vom Strand zurück - leider sehr eindrucksvoll beim Tsunami vor 7(?) Jahren im Pazifik deutlich zu sehen....

Passt die Theorie, dass sich vor einer Schockfront die Dichte ins Nichts verabschiedet, um dann eben - wie die Welle - mit Macht auf uns einzustürzen ?

Grüssle Thorsten
Gruß Thorsten
circa N51°39' E008°31'

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Ulrich Rieth
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Beitrag von Ulrich Rieth » 16. Feb 2011, 21:13

Hallo Thorsten!

Die Frage würde ich mit nein beantworten.
Ich denke wir liegen zur Zeit noch unter sowas wie einem "kaputten" Coronal Hole. Und da sind am Ende die Teilchendichten immer nahe bei Null.
Mit dem CME hat das vermutlich nichts zu tun.
In der Vergangenheit (Zyklus 23) ist mir jedenfalls nie ein solcher Zusammenhang aufgefallen. Da ging es meist aus dem normalen Sonnenwind (Dichte 1-4) in den Schock und fertig war die Kiste.
Gruß!

Ulrich

Severin Sadjina
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Beitrag von Severin Sadjina » 16. Feb 2011, 21:37

Wenn ich mich als Physiker (der noch weit davon entfernt ist sich mit allen Aspekten der Polarlichter auseinandergesetzt zu haben) zu Wort melden darf: seh auch keinen Grund anzunehmen, dass sie die Teilchendichten wie Wasserwellen verhalten. ;)

Wolfgang Dzieran
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ich denke nicht

Beitrag von Wolfgang Dzieran » 16. Feb 2011, 21:52

Hallo Thorsten,

was Du bei einem Tsunami beobachtest, ist ein Effekt, der an der Übergangszone zwischen dem flüssigen Medium und dem festen entsteht, wenn also das Meer auf die Küste trifft.

Wo aber ist in deinem Fall so eine kritische Stelle zwischen unterschiedlichen Kontexten?

Die Dichte des Sonnenwinds wird durch den ACE-Satelliten gemssen, der sich in gut 1,2 Millionen km Entfernung von der Erde befindet, in dem sog. L1-Punkt, wo sich die Gravitationskräfte von Erde und Sonne in etwa ausgleichen. Das ist aber von der "festen" Erde noch weit entfernt und für den Sonnenwind mehr oder weniger "freier" Raum.

Für den Sonnenwind wird es erst interessant, wenn er auf das "Hindernis" Erde trifft, also auf die Magnetospäre. Diese "Grenze", die Magnetopause liegt von der Erde aus in Richtung Sonne laut Literatur bei ca. 60.000 bis 120.000 km.

ACE misst also im Prinzip wirklich den "leeren" Raum, bzw, all das, was dort - wenn es aus einem CME stammt - als mehr oder weniger verdichtete Plasmawolke an ihm vorbeifliegt.

Clear Skies!

Wolfgang
aus Bad Lippspringe

janlameer
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re: shockfront

Beitrag von janlameer » 16. Feb 2011, 21:56

Hi all !

Ehm, if I remember it right, there was the same question in the STD forum either fall 2000 or spring 2001.

And as far as I remember Cary Oler answered the question by saying that indeed the particle density goes down dramatically just before the shockwave hits.
Perhaps the old discussion can still be found.
But I cannot explain the mechanism for the lowering of the particle density - if it happens - so basically the question isn't answered yet.

And I agree with Ulrich that in the aftermath of a coronal hole the particle density drops down to near zero.
Also the speed might then go up, which is basically a side effect of the fact that almost no particles are passing the detector.

All in all I think it is a very interesting question.

JanL

Severin Sadjina
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Beitrag von Severin Sadjina » 16. Feb 2011, 22:28

Interessant!

Das liegt dann aber jedenfalls daran wie die Partikel die Sonne verlassen und nicht wie sie sich im Bereich vom Satelliten verhalten.

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Thorsten Gaulke
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Beitrag von Thorsten Gaulke » 16. Feb 2011, 22:42

Die Frage, die sich mir eben stellt, ist .....

Gibt es ein "Vakuum" vor einem "Impact" .... Schafft es der schnellere Sonnenwind einer CME die vielleicht langsameren Sonnenwindteilchen der "normalen" Sonne an sich zu reißen ... sprich RÜCKWÄRTS zu bewegen, damit ein solcher Effekt eintreten kann. ?!?

Dagegen spricht die fehlende Gravitation im Weltraum (von Erde und Sonne mal abgesehen...)... Aber gibt es nicht doch einen Bremseffekt ???
Gruß Thorsten
circa N51°39' E008°31'

Severin Sadjina
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Beitrag von Severin Sadjina » 16. Feb 2011, 22:59

Aber wie sollte das gehen? Die einzige Kraft die auf weitere Strecken wirksam wäre ist eben die Gravitation. Man müsste natürlich die Masse einer solchen CME kennen, aber ich kann mir nicht vorstellen dass deren Gravitationskraft ausreicht um die Teilchen einer anderen CME an sich zu reißen (merklich).

janlameer
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Beitrag von janlameer » 16. Feb 2011, 23:03

Yes, Severin, as I remember that would be the case.

You have faster and slower particles leaving the sun during a CME, and the faster particles arrive a bit earlier and carry more energy.

Then there is also the case that protons and electrons leave the sun at the same time but protons carry more momentum so they behave differently; perhaps the protons arrive a bit earlier or more uniform than the electrons ?

The best solution I can give so far is that the approaching electrically charged cloud "pushes" the "old" solar wind a bit to the sides and thus dilutes the interplanetary medium.

JanL

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