Eine Sonneneruption ist ein Lichtblitz. Ein koronaler Masseauswurf ist etwas mit tatsächlicher Masse dahinter – bis zu 10 Milliarden Tonnen magnetisiertes Sonnenplasma, das physisch von der Sonne mit Geschwindigkeiten geschleudert wird, die tausend Kilometer pro Sekunde überschreiten können. Wenn eine Eruption die Sonne ist, die ihre Stimme erhebt, ist ein CME die Sonne, die etwas wirft. Es ist auch der mit Abstand größte Treiber der geomagnetischen Stürme, die an anderer Stelle in diesem Wiki behandelt werden.

Ein CME ist eine großflächige Eruption von Plasma und Magnetfeld aus der Korona der Sonne, ihrer äußeren Atmosphäre. Es tritt auf, wenn das Magnetfeld der Sonne, das über einer aktiven Region in eine instabile Konfiguration verdreht ist, sich löst und neu konfiguriert – wobei nicht nur Strahlung freigesetzt wird, wie bei einer Eruption, sondern das verworrene Magnetfeld und das darin eingeschlossene Plasma physisch in den Weltraum geschleudert wird. CMEs und große Eruptionen treten häufig gemeinsam auf, ausgelöst durch die gleiche magnetische Instabilität, aber eine Eruption kann ohne CME auftreten, und ein CME kann ohne nennenswerte Eruption auftreten.

Im Gegensatz zu Eruptionen, die eine klare buchstabenbasierte Skala (A bis X) haben, haben CMEs kein offizielles, allgemein anerkanntes Klassifizierungssystem – obwohl die Geschwindigkeit die Trennlinie ist, die Forscher informell verwenden. CMEs, die langsamer als 500–800 km/s sind, werden typischerweise als "langsam" bezeichnet; schnellere als "schnell." Ein vorgeschlagenes formales System, die SCORE-Skala, wurde vorgeschlagen, um der CME-Geschwindigkeit eine klare öffentliche Kurzform zu geben, wie sie die Eruptionsskala bereits hat, obwohl es nicht zum Standard geworden ist wie die Eruptionsklassen.

Was in der Praxis mehr zählt, ist die Form eines CMEs, wie sie von der Erde aus gesehen wird: Ein Halo-CME scheint sich in einem vollständigen Ring um die Sonne in Koronagraphenbildern auszudehnen, was passiert, wenn die Eruption entweder direkt auf die Erde zu oder direkt von ihr weg gerichtet ist. Halo-CMEs sind im Durchschnitt mehr als doppelt so schnell wie Nicht-Halo-CMEs und stammen tendenziell aus den energiereichsten Eruptionen – genau deshalb erhalten sie die meiste Aufmerksamkeit von Vorhersagern. Ein Halo-CME, der auf die Erde zusteuert, ist das klarste Frühwarnzeichen für einen bevorstehenden geomagnetischen Sturm.

CME-Geschwindigkeiten umfassen eine breite Spanne, von etwa 250 km/s für die sanftesten Eruptionen bis über 3.000 km/s für die extremsten aufgezeichneten Ereignisse. Bei typischen schnellen CME-Geschwindigkeiten von 500–1.500 km/s dauert die 150 Millionen km lange Reise von der Sonne zur Erde ungefähr 1 bis 3 Tage – das Frühwarnfenster, das geomagnetische Stürme wesentlich vorhersagbarer macht als die Eruptionen, die sie oft begleiten.

CMEs werden mit Koronagraphen beobachtet – Instrumenten, die die überwältigend helle Scheibe der Sonne abdecken, um die viel schwächere Korona um sie herum sichtbar zu machen, so wie eine Sonnenfinsternis sie kurzzeitig natürlich zeigt. Die NASA und NOAA führen den DONKI-Katalog (Database Of Notifications, Knowledge, Information), der jeden erkannten CME zusammen mit modellierten Ankunftsschätzungen an der Erde protokolliert, die mit Modellen wie ENLIL erstellt werden, die simulieren, wie sich der Auswurf ausdehnen und durch den interplanetaren Raum bewegen wird.

Ein CME, der an der Erde ankommt, trifft zuerst auf den Bugstoß, komprimiert dann die Magnetopause – die äußere Grenze der Erdmagnetosphäre. Was als nächstes passiert, hängt stark von der Ausrichtung des eigenen Magnetfelds des CMEs ab: Wenn es entgegengesetzt zum Erdfeld zeigt (südwärts gerichtetes Bz), verbinden sich die beiden durch magnetische Rekonnektion, und die Energie des CMEs strömt in die Magnetosphäre und löst einen geomagnetischen Sturm aus. Wenn die Ausrichtung in die gleiche Richtung wie das Erdfeld zeigt, kann ein großer Teil desselben CMEs ankommen und vergleichsweise wenig Störung verursachen – weshalb CME-Geschwindigkeit und -Masse allein die Sturmstärke nicht vollständig vorhersagen; die magnetische Ausrichtung bei der Ankunft ist genauso wichtig.

Sobald sich die Energie eines CMEs mit der Erdmagnetosphäre verbindet, kann der daraus resultierende geomagnetische Sturm Ströme in Stromnetzen induzieren, die GPS-Genauigkeit beeinträchtigen, Hochfrequenzfunk stören und Polarlichter zu niedrigeren Breiten bringen – die gleichen etablierten Auswirkungen, die im Eintrag zu geomagnetischen Stürmen in diesem Wiki behandelt werden, da ein CME typischerweise der Auslöser dahinter ist.

Da die Ankunft von CMEs die treibende Kraft der meisten starken geomagnetischen Stürme ist, neigen die gleichen möglichen gesundheitlichen Korrelationen, die unter geomagnetischen Stürmen und Meteoropathie diskutiert werden – gestörter Schlaf, Kopfschmerzen, Müdigkeit – dazu, sich speziell um die Ankunftsfenster von CMEs zu häufen. Die 1- bis 3-tägige Reisezeit bedeutet, dass diese Effekte, falls sie auftreten, einen Tag oder mehr nach der ursprünglichen Eruption oder dem Ausbruch, der tatsächlich auf der Sonne beobachtet wurde, auftreten, nicht am Tag des Ausbruchs selbst.

Das verlängerte Maximum des Sonnenzyklus 25 hat die CME-Aktivität bis 2026 häufig gehalten, wobei oft mehrere gleichzeitig im DONKI verfolgt werden – Cluster von CMEs, die im Abstand von Tagen gestartet wurden und in überlappenden Ankunftsfenstern auf der Erde konvergieren, was die Vorhersage erschwert, da ein späterer, schnellerer CME einen früheren, langsameren einholen und mit ihm verschmelzen kann, bevor einer ankommt. Mehrere erdgerichtete CMEs, die innerhalb desselben 48-Stunden-Fensters ankommen, sind während dieses Abschnitts des Zyklus zu einem recht regelmäßigen Ereignis geworden, von denen jeder zu einem eigenen Streif- oder Direkttreffer der resultierenden geomagnetischen Aktivität beitragen kann.