Die Sensoren für extreme Ultraviolett- und Röntgenstrahlung (EXIS) an Bord des am 25. Juni 2024 gestarteten Satelliten GOES-19 der NOAA sind eingeschaltet, funktionieren gut und beobachten die Sonne.
EXIS misst das Licht der Sonne im extremen Ultraviolett- und weichen Röntgenbereich (niedrigere Energie) und identifiziert die Stärke und den Ort von Sonneneruptionen. Sonneneruptionen sind gewaltige Energieausbrüche auf der Sonne und erzeugen oft Plasmawolken, die sich mit mehr als einer Million Meilen pro Stunde bewegen.
Wenn diese Plasmawolken die Erde erreichen, können sie Funkausfälle, Störungen in Stromnetzen, Fehler in der GPS-Navigation und Gefahren für Satelliten und Astronauten verursachen. Darüber hinaus können Schwankungen in der solaren Röntgen- und Ultraviolettstrahlung, die von der oberen Erdatmosphäre absorbiert wird, den Funkverkehr und den Satellitenwiderstand beeinträchtigen.
Die Komplexität des Magnetfelds der Sonne nimmt etwa alle 11 Jahre zu, was üblicherweise als „Sonnenzyklus“ bezeichnet wird. Diese Komplexität erhöht nicht nur die Helligkeit der Sonne im extremen Ultraviolett- und weichen Röntgenbereich, sondern führt auch zu einer erhöhten Häufigkeit und Stärke von Sonneneruptionen. Die Sonne befindet sich derzeit auf oder nahe dem Höhepunkt des aktuellen Sonnenzyklus, auch Sonnenmaximum genannt.
EXIS verfügt über zwei Hauptsensoren, den Röntgensensor (XRS), der weiche Röntgenstrahlen misst, und die Extrem-Ultraviolett-Sensoren (EUVS), die extremes Ultraviolettlicht messen. Am 14. September 2024, innerhalb eines Tages, nachdem GOES-19 EXIS seine Tür öffnete und in die Sonne blickte, kam es zu einer Sonneneruption der Klasse X.
Das X steht für „extrem“, die energiereichste Klasse von Flares, die in den XRS-Daten in Panel (1) oben in Einheiten der Bestrahlungsstärke zu sehen ist. [W m-2]. Dieser besondere Ausbruch brach aus einer aktiven Region (AR13825) der Sonne aus, die gerade in das Blickfeld der Erde gerückt war. Er wurde von einem großen Plasmaausstoß begleitet, der etwa zwei bis drei Tage braucht, um die Erde zu erreichen. EXIS liefert die erste Meldung über einen Ausbruch auf der Sonne. Dieser Ausbruch führte zu Polarlichtern, die bis nach Texas im Süden sichtbar waren.
EXIS kann mit seinen zahlreichen Sensoren das Licht von Sonneneruptionen beobachten und quantifizieren und in Echtzeit bestimmen, ob die Eruptionen Auswirkungen auf die Erde haben. Durch die Beobachtung vieler Wellenlängen können Wissenschaftler auch Einzelheiten der Physik der Eruptionen selbst beobachten.
So erreichte der Ausbruch vom 14. September nicht einfach einen scharfen Höhepunkt und zerfiel dann in den weichen Röntgen- und EUV-Strahlen. Stattdessen pulsierte die Helligkeit bei diesen Wellenlängen und erreichte innerhalb weniger Minuten mehrere Höhepunkte. [as seen in Panels (2), (4), and (5) in the image above]was darauf hindeutet, dass die Energetik des Flares komplex ist.
Die EXIS-Daten, die diese Pulsationen erfassen, helfen Forschern, mehr über die Sonnendynamik zu erfahren. Die Ergebnisse sind veröffentlicht In Die Briefe des Astrophysical Journal.
GOES-19 wird derzeit nach dem Start getestet und seine Instrumente und Systeme überprüft. Nachdem GOES-19 im April 2025 die operative Rolle als GOES-East-Satellit der NOAA zugewiesen wurde, werden EXIS-Daten dem Space Weather Prediction Center der NOAA frühe Hinweise auf drohende Weltraumwetterstürme liefern, sodass Meteorologen Alarme, Beobachtungen und Warnungen herausgeben können.
Weitere Informationen:
Thomas D. Eden et al., Solare atmosphärische Schwingungen gemessen mit dem Instrument GOES-R Series EXIS EUVS-C, Die Briefe des Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad73d9