V letu 2012 smo lahko na ogled velikega ognjemetnega zaslona. Nekatere napovedi postavljajo sončni maksimum Solarnega cikla 24 še bolj energično kot zadnji sončni maksimum v letih 2002-2003 (se spomnite vseh tistih rekordnih lopov X razreda?). Sončni fiziki so že navdušeni nad tem naslednjim ciklom in nove metode napovedovanja se bodo dobro izkoristile. A naj nas skrbi?
Sorodni članki iz leta 2012:
- 2012: Brez geomagnetnega preobrata (objavljeno 3. oktobra 2008)
- 2012: No Killer Solar Flare (objavljeno 21. junija 2008)
- 2012: Planet X ni Nibiru (objavljeno 19. junija 2008)
- 2012: Brez planeta X (objavljeno 25. maja 2008)
- Noomsday 2012 (objavljeno 19. maja 2008)
Glede na enega izmed številnih scenarijev Doomsdaya, ki smo ga predstavili pred koncem sveta konec Maje, ki ga je leta 2012 pognal "konec sveta", ta scenarij dejansko temelji na neki znanosti. Še več, morda obstaja kakšna povezava med 11-letnim sončnim ciklom in časovnimi cikli, ki jih vidimo v koledarju majev, morda je ta starodavna civilizacija razumela, kako se magnetizem Sonca vsako desetletje spreminja v polarnosti? Poleg tega verska besedila (kot je Sveto pismo) pravijo, da bomo čakali na sodni dan, ki bo vključeval veliko ognja in sene. Tako je videti, da bomo 21. decembra 2012 našo najbližjo zvezdo oživili v živo!
Preden gremo skočiti na zaključke, naredimo korak nazaj in premislimo. Tako kot večina različnih načinov, na katerih se bo svet končal leta 2012, je tudi možnost, da Sonce razstreli ogromen, škodljiv za Zemljo sončni žarek, zelo privlačen za obsojence tam zunaj. Toda poglejmo si, kaj se v resnici dogaja med dogodkom, ki ga usmerja Zemlja, in je Zemlja zelo dobro zaščitena. Čeprav nekateri sateliti morda niso ...
Zemlja se je razvila v visoko radioaktivnem okolju. Sonce neprestano izžareva visokoenergijske delce s svoje magnetno prevladujoče površine kot sončni veter. V času sončnega maksimuma (ko je Sonce najbolj aktivno) bo Zemlja morda nesrečna, da bi strmela navzdol po eksploziji z energijo 100 milijard atomske bombe Hirošime. Ta eksplozija je znana kot sončna bliska, katere učinki lahko na Zemlji povzročijo težave.
Preden si ogledamo učinke na Zemlji, si oglejmo Sonce in na kratko razumemo, zakaj se tako razjezi vsakih 11 let.
Sončni cikel
V prvi vrsti ima Sonce a naravni cikel z obdobjem približno 11 let. V času vsakega cikla se Sončeve črte vlečejo okoli sončnega telesa z diferencialnim vrtenjem na sončnem ekvatorju. To pomeni, da se ekvator vrti hitreje od magnetnih polov. Ko se to nadaljuje, sončna plazma vleče črte magnetnega polja okoli Sonca, kar povzroča stres in kopičenje energije (ilustracija tega je na sliki). Ko se magnetna energija povečuje, se v magnetnem toku pretakajo in jih silijo na površino. Ti premiki so znani kot koronalne zanke, ki v obdobjih visoke sončne aktivnosti postanejo številnejše.
Tu prihajajo sončne pege. Koronske zanke se še naprej pojavljajo po površini, pojavljajo se tudi sončne pege, ki se pogosto nahajajo na točkah zanke. Koronalne zanke vplivajo na to, da vroče površinske plasti Sonca (fotosfera in kromosfera) potisnejo na stran, izpostavijo hladnejšo konvekcijsko cono (razlogi, zaradi katerih sta sončna površina in atmosfera vroča, kot je notranjost sonca, navzdol v pojav kronične ogrevanja) . Ko se magnetna energija povečuje, lahko pričakujemo, da bo vse več magnetnega toka prisilno povezano. Takrat pride do pojava, znanega kot magnetna ponovna povezava.
Ponovna povezava je sprožilec sončnih žarkov različnih velikosti. Kot smo že poročali, so sončni žarki od "nanoplastik" do "vžigalnikov X razreda" zelo energični dogodki. Dovoljeno je, da največji vžgeji ustvarijo dovolj energije za 100 milijard atomskih eksplozij, vendar ne pustite, da vas ta velikanski podatek zadeva. Za začetek se ta pramen pojavi v nizki koroni, tik ob sončni površini. To je skoraj 100 milijonov milj (1 AU). Zemlja ni nikjer blizu eksplozije.
Ko linije sončnega magnetnega polja sproščajo ogromno energije, se sončna plazma pospeši in omeji znotraj magnetnega okolja (sončna plazma je pregreta delce, kot so protoni, elektroni in nekateri svetlobni elementi, kot so helijeva jedra). Medtem ko delci plazme medsebojno vplivajo, se lahko ustvarijo rentgenski žarki, če so pogoji pravi in bremsstrahlung mogoče. (Bremsstrahlung nastane, ko nabodeni delci medsebojno vplivajo, kar povzroči oddajanje rentgenskih žarkov.) To lahko ustvari rentgenski pramen.
Težava z rentgenskimi sončnimi žarki
Največja težava z rentgenskim žarkom je, da smo malo opozorjeni, ko se bo to zgodilo, ko rentgenski žarki potujejo s svetlobno hitrostjo (eden od rekordnih prelomnih sončnih žarkov iz leta 2003 je prikazan levo). Rentgenski žarki, ki so nastali v razredu X, bodo na Zemljo prispeli v približno osmih minutah. Ko rentgenski žarki zadenejo naše ozračje, se absorbirajo v najbolj oddaljeni plasti, ki jo imenujemo ionosfera. Kot lahko uganete iz imena, gre za zelo napolnjeno, reaktivno okolje, polno ionov (atomska jedra in prosti elektroni).
Med močnimi sončnimi dogodki, kot so žarki, se hitrosti ionizacije med rentgenskimi žarki in atmosferskimi plini v plasteh ionosfere D in E povečajo. V teh plasteh se nenadoma poveča proizvodnja elektronov. Ti elektroni lahko povzročijo motnje pri prehodu radijskih valov skozi ozračje in absorbirajo kratkoročne radijske signale (v visokofrekvenčnem območju) in morda blokirajo globalno komunikacijo. Ti dogodki so znani kot "nenadne ionosferske motnje" (ali SID) in postanejo običajni v obdobjih visoke sončne aktivnosti. Zanimivo je, da povečanje gostote elektronov med SID povečuje širjenje radia z zelo nizko frekvenco (VLF), kar znanstveniki uporabljajo za merjenje intenzitete rentgenskih žarkov, ki prihajajo iz Sonca.
Koronalne izmetne mase?
Izpusti sončnih žarkov so le del zgodbe. Če so pogoji pravi, lahko na mestu vžiganja nastane koronalna masa (CME) (čeprav se lahko vsak pojav pojavi neodvisno). CME so počasnejši od širjenja rentgenskih žarkov, vendar so njihovi globalni učinki tukaj na Zemlji lahko bolj problematični. Morda ne potujejo s svetlobno hitrostjo, vendar kljub temu potujejo hitro; lahko potujejo s hitrostjo 2 milijona milj na uro (3,2 milijona km / uro), kar pomeni, da nas lahko dosežejo v nekaj urah.
Tu se vlaga veliko truda v vesoljsko napoved. Imamo nekaj vesoljskih plovil, ki sedijo med Zemljo in Soncem na Zemlji-Soncu Lagrangianu (L1) smer s senzorji na krovu za merjenje energije in intenzivnosti sončnega vetra. Če CME prehaja skozi njihovo lokacijo, je mogoče neposredno meriti energijske delce in medplanetarno magnetno polje (IMF). Ena od nalog, imenovana Raziskovalec napredne kompozicije (ACE), je v L1 Točka in znanstvenikom omogoča do eno uro obvestila o pristopu CME. ACE se združuje s Solarnim in Heliosspheric Observatory (SOHO) in Observatory Solar TErrestrial Relations (STEREO), tako da lahko CME sledimo od spodnje korone v medplanetarni prostor, skozi L1 usmerite proti Zemlji. Te sončne misije aktivno sodelujejo, da bi vesoljskim agencijam omogočile napredno obveščanje o usmerjenem CME na Zemljo.
Kaj pa, če CME doseže Zemljo? Za začetek je veliko odvisno od magnetne konfiguracije IMF (od Sonca) in geomagnetnega polja Zemlje (magnetosfere). Na splošno velja, da če sta obe magnetni polji poravnani s polariteto, usmerjenimi v isto smer, je zelo verjetno, da bo CME magnetsfera odbijala. V tem primeru bo CME zdrsnil mimo Zemlje, kar bo povzročilo nekaj pritiska in izkrivljanja magnetosfere, vendar bo drugače potekalo brez težav. Če pa so črte magnetnega polja v anti-vzporedni konfiguraciji (tj. Magnetne polarnosti v nasprotnih smereh), se lahko na vodilnem robu magnetosfere pojavi magnetna ponovna povezava.
V tem primeru se bosta IMF in magnetosfera združila in povezala Zemljino magnetno polje s Sončevim. To postavlja prizorišče za enega najbolj navdušujočih dogodkov v naravi: auroro.
Sateliti v Perilu
Ko se magnetno polje CME poveže z Zemljino, se v energijo vbrizgajo visoko energijski delci. Zaradi sončnega tlaka vetra se bodo sončne črte magnetnega polja zlagale okoli Zemlje, ki se bodo širile za našim planetom. Delci, ki se vbrizgajo v „dnevno stran“, bodo speljani v polarna območja Zemlje, kjer delujejo z našo atmosfero in ustvarjajo svetlobo kot aurore. V tem času bo Van Allenov pas postal tudi "super napolnjen", kar bo ustvarilo območje okoli Zemlje, ki bi lahko povzročilo težave nezaščitenim astronavtom in vsem nezaščitenim satelitom. Za več informacij o škodi, ki jo lahko povzročijo astronavti in vesoljska plovila, si oglejte “Sevalna bolezen, poškodba celic in povečano tveganje za raka pri dolgotrajnih misijah na Mars"In"Nov problem tranzistorja lahko povzroči vesoljsko sevanje v vesolju.”
Kot da sevanja iz Van Allenovega pasu ne bi bilo dovolj, bi sateliti lahko podlegli grožnji, da se širi atmosfera. Kot bi pričakovali, da bo Sonce s pomočjo rentgenskih žarkov in CME udarilo na Zemljo, neizogibno segrevanje in globalna širitev ozračja, morda posega v satelitske orbitalne višine. Če ostanejo brez nadzora, bi lahko aerobraking učinki na satelite upočasnili in pustili višino. Aerobraking se veliko uporablja kot vesoljski polet orodje upočasniti vesoljsko plovilo, ko ga vstavimo v orbito okoli drugega planeta, vendar bo to negativno vplivalo na satelite, ki krožijo po Zemlji, saj bi lahko upočasnitev hitrosti ponovno prišla v ozračje.
Učinke čutimo na tleh
Čeprav so sateliti na sprednji črti, lahko pride do močnega sunka energijskih delcev, ki vstopijo v ozračje, in tudi na Zemlji občutimo škodljive učinke. Zaradi rentgenskega generiranja elektronov v ionosferi lahko nekatere oblike komunikacije postanejo zakrpane (ali se odstranijo vse skupaj), vendar to še ni vse, kar se lahko zgodi. Zlasti v velikih zemljepisnih območjih se lahko skozi dohodne delce skozi ionosfero tvori ogromen električni tok, znan kot "elektrojezik". Z električnim tokom pride magnetno polje. Glede na intenzivnost sončne nevihte se lahko tu na tleh sprožijo tokovi, ki morda preobremenijo nacionalna elektroenergetska omrežja. 13. marca 1989 je šest milijonov ljudi izgubilo moč v regiji Quebec v Kanadi, potem ko je velik porast sončne aktivnosti povzročil skok zaradi zemeljskih tokov. Quebec je bil paraliziran devet ur, medtem ko so inženirji delali na rešitvi težave.
Ali lahko naše sonce ustvari morilski žar?
Kratek odgovor na to je "ne".
Daljši odgovor je nekoliko bolj vpleten. Medtem ko bi sončni žarki zunaj Sonca, usmerjeni neposredno na nas, lahko povzročili sekundarne težave, kot so poškodbe satelitov in poškodbe nezaščitenih astronavtov in izklopov, sam požar ni dovolj močan, da bi uničil Zemljo, zagotovo ne v letu 2012. Drznem si reči v Daleč prihodnost, ko Soncu začne zmanjkovati goriva in nabrekne v rdečega orjaka, bi to lahko bilo hudo obdobje za življenje na Zemlji, vendar imamo na voljo nekaj milijard let, da se to zgodi. Obstaja celo možnost, da se sproži več izstrelkov razreda X in zaradi čiste slabe sreče nas lahko prizadene vrsta CME-jev in rentgenskih sunkov, vendar noben ne bo močan za premagovanje naše magnetosfere, ionosfere in debele atmosfere spodaj.
"Killer" sončne vžigalice so opazili na drugih zvezdah. Leta 2006 je Nasina opazovalnica Swift opazila največji zvezdni pramen, odkrit v 135 svetlobnih letih. Ocenjujejo, da so sprostili 50 milijonov energije bilijona atomske bombe, izbruh II Pegasi bo zbrisal večino življenja na Zemlji, če bi naše Sonce izstrelilo rentgenske žarke iz prahu te energije na nas. Vendar naše Sonce ni II Pegasi. II Pegasi je silovita rdeča orjaška zvezda z binarnim partnerjem v zelo tesni orbiti. Verjame se, da je gravitacijska interakcija s svojim binarnim partnerjem in dejstvo, da je Pegasi rdeči velikan, temeljni vzrok tega energičnega bliska.
Doomsayers kažejo na Sonce kot na možen vir morilcev Zemlje, vendar ostaja dejstvo, da je naše Sonce zelo stabilna zvezda. Nima dvojiškega partnerja (kot II Pegasi), ima predvidljiv cikel (približno 11 let) in ni dokazov, da je naše Sonce prispevalo k kakršnemu koli množičnemu izumrtju v preteklosti z ogromno zemljo, usmerjeno na Zemljo. Opazili smo zelo velike sončne rakete (kot na primer bela svetloba Carringtona iz leta 1859)… vendar smo še vedno tu.
V dodatnem zasuku sončni fiziki presenetijo pomanjkanje sončne aktivnosti na začetku tega 24. sončnega cikla, zaradi česar nekateri znanstveniki ugibajo, da smo morda na robu še enega Maundovega minimuma in "Little Ice Age". To je v nasprotju z napovedjo Nasine sončne fizike za leto 2006, da bo ta cikel "doozy".
To me privede do zaključka, da nas čaka še dolga pot pri napovedovanju sončnih sunkov. Čeprav se napoved vesoljskega vremena izboljšuje, bo minilo še nekaj let, dokler Sonce ne bomo mogli prebrati dovolj natančno, da bomo z gotovostjo povedali, kako aktiven bo sončni cikel. Torej, ne glede na prerokbo, napoved ali mit, ni fizičnega načina, kako reči, da ga bo prizadela Zemlja kaj Požar, kaj šele velik v letu 2012. Tudi če nas je doletela velika vžigalica, to ne bo izumrtje. Da, sateliti se lahko poškodujejo in povzročijo sekundarne težave, kot je izguba GPS-a (ki morda moti nadzor zračnega prometa na primer) ali nacionalna elektroenergetska omrežja lahko preplavijo avroralni elektrojeti, vendar nič bolj skrajnega od tega.
Toda počakaj, da se izognemo temu vprašanju, zdaj nam obsojenci sporočajo, da je velik sončni utrip volja udari nas, ko Zemljino geomagnetno polje oslabi in se obrne in nas pusti nezaščitene pred pustovanjem CME ... Razlogi, zakaj se to leta 2012 ne bo zgodilo, so vredni svojega lastnega članka. Pazite na naslednji članek iz leta 2012 "2012: Brez geomagnetnega preobrata“.
Vodilni sliki: MIT (simulacija supernove), NASA / JPL (sončno aktivna regija v EUV). Učinki in urejanje: sam.
