Especificamente, o que os causa, que tipo de dano eles podem causar e quais são as diferenças em sua composição?
As seguintes definições estão de acordo com a NASA.
" Explosões solares" são explosões gigantescas da superfície do Sol, ocorrendo perto de manchas solares ao longo da linha divisória / neutra entre áreas opostas do campo magnético.
"Ejeções de massa coronal" (CME) são:
enormes bolhas de gás enfiadas em linhas de campo magnético que são ejetadas do Sol ao longo de várias horas.
Embora o campo magnético da Terra proteja a biosfera da pior dessas formas de 'clima espacial', de acordo com o site "Clima espacial: que impacto as explosões solares têm sobre as atividades humanas?" , os efeitos que nos afetam são:
Perturbação da ionosfera, interrompendo as comunicações de rádio.
aquecimento, portanto a expansão da atmosfera causaria danos aos satélites, degradando suas órbitas, afetando também a precisão do GPS.
No site Solar Weather, uma distinção importante entre CME e erupções solares na maneira como elas afetam a Terra:
É mais provável que as ejeções de massa coronal tenham um efeito significativo em nossas atividades do que as explosões, porque elas transportam mais material para um volume maior de espaço interplanetário, aumentando a probabilidade de que elas interajam com a Terra. Enquanto uma labareda sozinha produz partículas de alta energia perto do Sol, algumas das quais escapam para o espaço interplanetário, um CME aciona uma onda de choque que pode produzir continuamente partículas energéticas à medida que se propaga pelo espaço interplanetário. Quando um CME atinge a Terra, seu impacto perturba a magnetosfera da Terra, provocando uma tempestade geomagnética.
CME's muito graves também podem interromper redes e comunicações de energia.
A seguir, trechos de uma resposta que escrevi em /physics//a/258093/59023 .
Quais são as principais diferenças entre explosões solares e ejeção de massa coronal?
Existem várias diferenças entre explosões solares e ejeções de massa coronal (CMEs), as quais envolvem grandes quantidades (ou seja, mais de bilhões de toneladas) de matéria (na forma de plasma ) para deixar o sol.
Uma explosão solar é realmente descrita pelo repentino aprimoramento dos raios X de uma pequena região da coroa solar. Eles podem produzir fluxos de partículas de alta energia, chamados de partículas energéticas solares ou SEPs (os CMEs também podem produzir SEPs), mas são fluxos de partículas alinhadas ao campo magnético que se propagam para longe do sol. Eles podem ter energias de até ~ GeV para íons e vários ~ MeV para elétrons, mas raramente mais altas. A atmosfera da Terra faz um excelente trabalho para proteger grande parte disso e o campo magnético circundante ajuda a "desviar" também algumas das partículas incidentes.
Um CME, por outro lado, se expande quase tão rapidamente quanto se propaga, o que significa que seu raio de curvatura no momento em que atingem a Terra é quase 1 UA . Eles são, na verdade, um grande "pistão magnético" (às vezes chamado de nuvem magnética ou corda de fluxo etc.) que acumula plasma na borda principal e pode produzir fortes ondas de choque sem colisão . A orientação do campo magnético do pistão magnético é muito importante, pois sua orientação em relação ao campo magnético da Terra pode resultar em uma pequena resposta auroral ou em uma grande tempestade geomagnética .
... o que os causa ...
Pensa-se que ambos resultem, em última análise, de um processo chamado reconexão magnética - um processo que resulta em uma reconfiguração da topologia do campo magnético e na transformação da energia magnética em energia cinética de partículas a granel.
No caso de explosões, a reconexão resulta em jatos de elétrons e prótons altamente energéticos que atingem a atmosfera solar superior, resultando em raios-x produzidos pela radiação Bremsstrahlung de alvo espesso .
No caso de CMEs, a reconexão resulta em uma liberação de uma quantidade massiva de plasma, muitas vezes confinada dentro de uma nuvem magnética .
... que tipo de dano eles podem causar ...
Veja minhas respostas anteriores em /physics//a/258093/59023 , /physics//a/214509/59023 e /physics//a/ 149199/59023 .
... quais são as diferenças em sua composição?
Como expliquei acima, os surtos são apenas aprimoramentos nos raios-x, portanto não há composição. As EMCs geralmente têm estado de carga diferente e composição de íons pesados que o vento solar nominal .