Röntgenstrahlung von der Sonne... *LINK*

[Peter Schack]

... wie hoch ist die Energie der Röntgenstrahlung während eines extremen Ausbruchs auf der Sonne? Kommt da auf der Erdoberfläche noch so viel an, daß es ein 'Geigerzähler'(Beta/Gammastrahlung) wahrnimmt? Oder sind das garnicht mehr Wellenlängen im Sinne von 'irdischen' Röntgenstrahlungen?

Peter

P.S.: Kann seit heute Abend endlich auch PIC's verlinken. Als Beispiel gleich ein typisches X-Ray - Bild (ca 295 KB !)

[Daniel Ricke/Hannover]

Da wird man ja völlig matsche! *ggg*
Aber nicht schlecht... )

Grüße

Daniel

[Daniel Ricke/Hannover]

Da wird man ja völlig matsche! *ggg*
Aber nicht schlecht... ))

Grüße

Daniel

[Katja Gottschewski]

Ich habe erstmal wirklich gedacht, das sei ein animiertes GIF, bis mir auffiel, dass es sich immer nur dort bewegt, wo man nicht genau hinguckt... Witzig. Mit ein bisschen Ueben habe ich auch geschafft, es ganz anzuhalten. Aber ueber eins grueble ich noch nach - was hat das Bild mit Roentgenstrahlung zu tun?

Katja

[Peter Schack]

: Ich habe erstmal wirklich gedacht, das sei ein animiertes GIF, bis
: mir auffiel, dass es sich immer nur dort bewegt, wo man nicht
: genau hinguckt... Witzig. Mit ein bisschen Ueben habe ich auch
: geschafft, es ganz anzuhalten. Aber ueber eins grueble ich
: noch nach - was hat das Bild mit Roentgenstrahlung zu tun?

: Katja

Hallo Katja,

das Pic war nur der freudige Aufhänger für meinen ersten Zugriff aufs WEB. Die Frage im Text beschäftigt mich weiterhin!

Peter

[Bernhard Dorner]

Hallo Peter!

Interessante Fragen die du da stellst.

: ... wie hoch ist die Energie der Röntgenstrahlung während eines
: extremen Ausbruchs auf der Sonne?

Also, hier komme ich schon in kleine Schwierigkeiten: Ich kenne leider die Abstrahlcharakteristik eines solchen Ausbruchs nicht. Deswegen beziehe ich mich mal auf die zur Verfügung stehenden GOES-Daten (http://www.sel.noaa.gov/rt_plots/xray_1m.html):

Gemessen wird dort im Spektralbereich von 0,05-0,4nm Wellenlänge (die gelbe und blaue Linie) und 0,1-0,8nm (rot und violett). Diese entsprechen einer Energie der Strahlung von etwa 5-40*10^-16 Joule bzw. 3,1-25 keV (Kiloelektronenvolt) und 2,5-20*10^-16 Joule bzw. 1,6-12,4 keV. Nun, soviel mal zu den wohl eher nichtssagenden Energien im physikalischen Sinn.

Dann gehn wir mal zu greifbareren Dingen über. Nehmen wir als Beispiel mal den X28 von neulich (Daten von http://www.sel.noaa.gov/ftpdir/indices/ ... events.txt. Es gibt nun zwei verschiedene Größen zu beachten: Einmal die maximale abgestrahlte Leistung pro Fläche (in Watt/m^2) und dann der integrierte Energiefluss (Joule/m^2).

Ersteres kann man anhand der Stärke des Ausbruchs ablesen, die X28 entsprechen 0,0028W/m^2 bei 0,1-0,8nm (kann man an der Skala der Röntgengrafik ablesen/umrechnen). Die Angabe pro Fläche ist dabei in etwa auf die Entfernung der Erde zur Sonne bezogen. Nimmt man nun an, dass die Abstrahlung in alle Richtungen gleichmäßig erfolgt (wobei ich mir da nicht ganz sicher bin), so erhält man eine Gesamtleistung in diesem Spektralbereich von 787*10^18 Watt. Das entspricht der 562-milliardenfachen verfügbaren Leistung des Kernkraftwerks Brokdorf (hab grad diesen Zahlenwert parat). Hübsch, aber mit verglichen mit der mittleren abgestrahlten Leistung der Sonne ist das nur 1/486000stel, also nicht weltbewegend. Auf die Erde trifft davon auch nur ein kleinerer Teil, nämlich 3,6*10^11 Watt. Aber immer noch über 250 Kernkraftwerke.

Nochmal ne Zwischenbemerkung: Alle Zahlen ohne Gewähr! Weder dürfte die Röntgenabstrahlung isotrop erfolgen (in alle Richgungen gleich) noch ist dabei der gesamte Spektralbereich berücksichtigt. Deshalb nicht an den absoluten Zahlen aufhängen, aber die Größenordnungen sollten einigermaßen hinkommen.

Weiter gehts: Der integrierte Energiefluss betrug hier 2,3 Joule/m^2. (Der tatsächliche Wert dürfte noch höher liegen, soweit ich weiß wurde diese Zahl schon live angezeigt und wohl nicht nach oben korrigiert. Egal.) Woher dieser Wert errechnet wird (Wellenlängenbereich), weiß ich nicht, bei Interesse vielleicht mal im GOES Spacecraft Handbook (oder so) nachschlagen, das gibts irgendwo online. Insgesamt wurden demnach 6,46*13^23 Joule im Röntgen abgestrahlt. Was? Vegleichswert? Hm, etwa 15millionenfache Jahresenergieproduktion von Brokdorf.

: Kommt da auf der Erdoberfläche
: noch so viel an, daß es ein 'Geigerzähler'(Beta/Gammastrahlung)
: wahrnimmt? Oder sind das garnicht mehr Wellenlängen im Sinne von
: 'irdischen' Röntgenstrahlungen?

Also die Wellenlängen sind schon ähnlich. Zu Glück wird Röntgen- und Gammastrahlung aber zum Großteil in der Atmosphäre absorbiert. In den besprochenen Energiebereichen wird die Strahlung in einer Höhe von knapp 20km auf 1/100 reduziert, Gammastrahlung so in knapp 10km. (Betastrahlung ist übrigens aus schnellen Elektronen; da kommt von außen zum Glück nix.) Leider hört beim Thema Strahlendosis usw. mein Halbwissen auf, da hab ich keine Tabellen/Werte verfügbar, so dass ich nicht sagen kann, ob man den Anstieg auf der Erdoberfläche messen kann. Ich bezweifle das aber, denn schon die allgemeine Hintergrundstrahlung hier ist so schwach (Versuchserfahrung) und die starke Absorption der Atmosphäre dürfte ein übriges tun. In Reiseflughöhen dürfte das wieder anders aussehen. Dort vermute ich mal auch den Sonnenwind als Schuldigen; da gabs ja in letzter Zeit ein paar Werte in den Medien.

Grüße
Bernhard

PS: Brutalstmögliche Aufklärung auch meinerseits gern gesehen.
PPS: Was, schon so spät ???????

[Bernhard Dorner]

Da schreibt man so lang rum und hat noch nicht alles:

Die starke Absorption in der Atmosphäre ist auch der Grund, warum die solare Strahlung von den geostationären GOES-Satelliten gemessen wird. Auch Röntgen- und Gammateleskope (so was gibts bzw gabs!) eiern auf einer Erdumlaufbahn rum, da man hier einfach nichts empfangen kann. Aber wohl besser für uns. Die Radiostrahlung (z.B. für die Sweeps bei CMEs) kann dagegen auf die Oberfläche durch.

nur als info
Bernhard

[Peter Schack]

: Hallo Peter!

: Interessante Fragen die du da stellst.

: Also, hier komme ich schon in kleine Schwierigkeiten: Ich kenne
: leider die Abstrahlcharakteristik eines solchen Ausbruchs nicht.
: Deswegen beziehe ich mich mal auf die zur Verfügung stehenden
: GOES-Daten ( http://www.sel.noaa.gov/rt_plots/xray_1m.html ):
: Gemessen wird dort im Spektralbereich von 0,05-0,4nm Wellenlänge
: (die gelbe und blaue Linie) und 0,1-0,8nm (rot und violett).
: Diese entsprechen einer Energie der Strahlung von etwa
: 5-40*10^-16 Joule bzw. 3,1-25 keV (Kiloelektronenvolt) und
: 2,5-20*10^-16 Joule bzw. 1,6-12,4 keV. Nun, soviel mal zu den
: wohl eher nichtssagenden Energien im physikalischen Sinn.

: Dann gehn wir mal zu greifbareren Dingen über. Nehmen wir als
: Beispiel mal den X28 von neulich (Daten von
: http://www.sel.noaa.gov/ftpdir/indices/ ... events.txt
: . Es gibt nun zwei verschiedene Größen zu beachten: Einmal die
: maximale abgestrahlte Leistung pro Fläche (in Watt/m^2) und dann
: der integrierte Energiefluss (Joule/m^2).

: Ersteres kann man anhand der Stärke des Ausbruchs ablesen, die X28
: entsprechen 0,0028W/m^2 bei 0,1-0,8nm (kann man an der Skala der
: Röntgengrafik ablesen/umrechnen). Die Angabe pro Fläche ist
: dabei in etwa auf die Entfernung der Erde zur Sonne bezogen.
: Nimmt man nun an, dass die Abstrahlung in alle Richtungen
: gleichmäßig erfolgt (wobei ich mir da nicht ganz sicher bin), so
: erhält man eine Gesamtleistung in diesem Spektralbereich von
: 787*10^18 Watt. Das entspricht der 562-milliardenfachen
: verfügbaren Leistung des Kernkraftwerks Brokdorf (hab grad
: diesen Zahlenwert parat). Hübsch, aber mit verglichen mit der
: mittleren abgestrahlten Leistung der Sonne ist das nur
: 1/486000stel, also nicht weltbewegend. Auf die Erde trifft davon
: auch nur ein kleinerer Teil, nämlich 3,6*10^11 Watt. Aber immer
: noch über 250 Kernkraftwerke.

: Nochmal ne Zwischenbemerkung: Alle Zahlen ohne Gewähr! Weder dürfte
: die Röntgenabstrahlung isotrop erfolgen (in alle Richgungen
: gleich) noch ist dabei der gesamte Spektralbereich
: berücksichtigt. Deshalb nicht an den absoluten Zahlen aufhängen,
: aber die Größenordnungen sollten einigermaßen hinkommen.

: Weiter gehts: Der integrierte Energiefluss betrug hier 2,3
: Joule/m^2. (Der tatsächliche Wert dürfte noch höher liegen,
: soweit ich weiß wurde diese Zahl schon live angezeigt und wohl
: nicht nach oben korrigiert. Egal.) Woher dieser Wert errechnet
: wird (Wellenlängenbereich), weiß ich nicht, bei Interesse
: vielleicht mal im GOES Spacecraft Handbook (oder so)
: nachschlagen, das gibts irgendwo online. Insgesamt wurden
: demnach 6,46*13^23 Joule im Röntgen abgestrahlt. Was?
: Vegleichswert? Hm, etwa 15millionenfache Jahresenergieproduktion
: von Brokdorf.

: Also die Wellenlängen sind schon ähnlich. Zu Glück wird Röntgen-
: und Gammastrahlung aber zum Großteil in der Atmosphäre
: absorbiert. In den besprochenen Energiebereichen wird die
: Strahlung in einer Höhe von knapp 20km auf 1/100 reduziert,
: Gammastrahlung so in knapp 10km. (Betastrahlung ist übrigens aus
: schnellen Elektronen; da kommt von außen zum Glück nix.) Leider
: hört beim Thema Strahlendosis usw. mein Halbwissen auf, da hab
: ich keine Tabellen/Werte verfügbar, so dass ich nicht sagen
: kann, ob man den Anstieg auf der Erdoberfläche messen kann. Ich
: bezweifle das aber, denn schon die allgemeine
: Hintergrundstrahlung hier ist so schwach (Versuchserfahrung) und
: die starke Absorption der Atmosphäre dürfte ein übriges tun. In
: Reiseflughöhen dürfte das wieder anders aussehen. Dort vermute
: ich mal auch den Sonnenwind als Schuldigen; da gabs ja in
: letzter Zeit ein paar Werte in den Medien.

: Grüße
: Bernhard

: PS: Brutalstmögliche Aufklärung auch meinerseits gern gesehen.
: PPS: Was, schon so spät ???????

Hi Bernhard,

recht herzlchen Dank für die Müh' u. die Zeit, die Du Dir auferlegt hast, auf meine Frage zu antworten.
Wie ich sehe, ist das eine sehr komplexe Angelegenheit.
Was Du mir an Hintergrundwissen dazu vermittelt hast - dafür DANKE!

Gruß Peter

[Daniel Ricke/Hannover]

...in der Athmosphäre. Genauer gesagt in der D-Region, also der Ionosphäre glaub ich. Naja, zur Zeit gibts nicht so viel zu Absorbieren. Betrachtet man sich die java-movies sieht das schon anders aus!

Nacht!

Daniel

[Bernhard Dorner]

Moin! *g*

Das ist aber etwas klein wenig anderes, nämlich die Absorption der terrestrischen Radiowellen. Hängt aber insofern mit den Flares zusammen, dass die Röntgenstrahlung dort die Atome ionisiert (und dabei auch absorbiert wird) und deshalb die Kurzwellen verschluckt werden. Siehe http://www.sec.noaa.gov/rt_plots/dregionDoc.html

So, jetzt langts aber.

Ciao
Bernhard

[Daniel Ricke/Hannover]

Ja, genau so isses! *NM*