Forward modeling of coronal mass ejection flux ropes

Koronale Massenauswurfe (CMEs) gehören zu den energiereichsten Prozessen, die in unserem Sonnensystem auftreten können. Die damit verbundenen interplanetaren koronalen Massenauswurfe (ICMEs), die sich von der Sonne weg im interplanetaren Raum ausbreiten, sind die stärksten Auslöser fur Weltraumwetterereignisse. Darin inkludiert sind geomagnetische Sturme, die mehrere Tage andauern können. Die Auswirkungen von eines CME hängen von mehreren Faktoren ab, wobei die Struktur des internen Magnetfelds am wichtigsten ist. Es wird angenommen, dass die interne Magnetfeldstruktur jedes CME in der Form einer gewundenen Magnetflussröhre vorliegt. In dieser Arbeit entwickeln wir ein semiempirisches dreidimensionales Torus-ähnliches Simulationsmodell (3DCORE), um die Magnetflussröhrenstrukturen innerhalb eines ICME zu modellieren. Das Modell wird zusätzlich mit einem Monte-Carlo basierten Optimierungsalgorithmus verknupft, um Magnetfeldmessungen von ICME Strukturen zu rekonstruieren und globale ICME Eigenschaften abzuleiten. In der ersten Publikation wird das Modell erfolgreich auf einen der ersten beobachteten ICMEs der Parker Solar Probe (PSP) auf einer Distanz von 0.24 AU von der Sonne angewendet. Die daraus abgeleiteten Ergebnisse werden auch mit Bildaufnahmen von der STEREO-A Raumsonde verglichen. Dabei wurde aber herausgefunden, dass gewisse Eigenschaften des ICME, wie zum Beispiel das Höhe-Breite Verhältnis oder die Anzahl der Magnetfeldwindungen, sehr schwierig zu extrahieren sind. In der zweiten Publikation entwickeln wir eine neue Methode, um unser Modell auf multi-point Beobachtungen anzuwenden. Diese Methode wird dann auf ein Ereignis angewandt, welches durch Solar Orbiter, BepiColombo und Wind in situ beobachtet wurde. Dieses Ergebnis zeigt, dass es möglich ist, Magnetfeldmessungen an mehreren Punkten im interplanetaren Raum vom gleichen ICME zu rekonstruieren. Solche multi-point Beobachtungen könnten auch geeignet sein, um gewisse ICME Eigenschaften abzuschätzen, wo einfache Beobachtungen nicht ausreichend sind. In der dritten Publikation wird ein gebogenes Flußröhrenmodell entwickelt. Die hier vorgestellten Konzepte bilden die Basis fur zukunftige Modelle, die deformierte ICMEs beschreiben können, die durch Interaktion mit dem Sonnenwind oder dem koronalen Magnetfeld entstehen. Coronal mass ejections (CMEs) are one of the most energetic processes that occur in our solar system. The resulting interplanetary coronal mass ejections (ICMEs) that propagate thro