Hvor farlige er solstormer? Forskere mener Carrington-hendelsen var en av de mektigste som noensinne har truffet Jorden. Men en ny studie sier at vi kan forvente flere stormer like sterke, og oftere.
Carrington-hendelsen var en massiv utstøting av koronal masse (CME) som rammet jorden 1. og 2. september 1859. CME-er som kraftige smeller inn i jordens magnetosfære, fordreide den og forårsaket auroras med lav breddegrad. Solstormen fra 1859 fikk som kjent også telegrafene rundt om i verden til å mislykkes. Det er en kjent, godt studert og dokumentert hendelse.
Men det meste av det vi vet om den stormen kommer fra observasjoner og rapporter fra den vestlige halvkule. I en ny studie publisert i American Geophysical Unions tidsskrift Space Weather, planla forskere å samle rapporter og observasjoner fra hele verden for å prøve å male et mer fullstendig bilde av uværet.
Studiens hovedforfatter er Hisashi Hayakawa, en astrofysiker ved Osaka University i Osaka, Japan og Rutherford Appleton Laboratory i Storbritannia. I en pressemelding sa Hayakawa: "Carrington-hendelsen ble ansett for å være det verste tilfellet for romværhendelser mot den moderne sivilisasjonen ... men hvis det kommer flere ganger i århundret, må vi vurdere hvordan vi skal forberede oss på og avbøte det slags fare for romvær. ”
Under en utstøting av koronal masse slippes det ut en massiv klump av plasma fra solens ytre atmosfære, eller korona. De er ofte innledet med solfakkel, og er assosiert med grupper av solflekker i aktive områder av solens overflate. Vanligvis blir plasmaet fanget av solens magnetisme, men når magnetfeltlinjene brytes, kan plasmaet slippe ut.
Vår moderne verden er mye mer utsatt for disse stormene enn verden i 1859 var. Magnetiske stormer av den størrelsesorden utøver ødeleggelser med våre satellitter, kraftnett, kommunikasjon og alt annet som er avhengig av elektromagnetiske bølger. Hayakawa og teamet hans ønsket å vite om vi virkelig forstår hvor hyppige og kraftige disse stormene er.
Teamet av forskere organiserte et internasjonalt samarbeid for å samle flere data om stormen i 1859. De følte at siden de fleste dataene og observasjonene var fra den vestlige halvkule, kan det være et gap i vår forståelse av stormen. De samlet historiske observasjoner og data om aurorene stormen forårsaket fra den østlige halvkule og den iberiske halvøy.
Teamet samlet også rapporter fra aviser i Portugal, Spania, Australia, New Zealand, Mexico og Brasil. De fikk også observasjoner av stormens auroraer fra det russiske sentralobservatoriet og fra japanske dagbøker. Fra vest hadde de data fra flere aviser, vitenskapelige tidsskrifter og til og med skipslogger. De sammenlignet deretter de to rapportene.
Upubliserte tegninger laget av europeiske astronomer under uværet var en annen kilde. Disse tegningene lot forskerne finne hvor stormen oppsto på solens overflate, og å spore solflekken etter hvert som den vokste og krympet.
Hva fant de?
Deres papir viser at Carrington Event ikke er så unik som vi trodde.
Forfatterne tror at solflekkene som solgte solstormen i 1859 1. og 2. september lanserte flere andre utbrudd. Disse utbruddene skjedde fra begynnelsen av august til begynnelsen av oktober, og en solstorm skjedde i slutten av august. Den lave stormen i august skjedde ifølge forskerne rundt 27. august 1859. Den sendte ut separate CME-er sterke nok til å påvirke jordens magnetfelt. De tror også at den 27. august stormet bidro til at Carrington-arrangementet nådde den intensiteten som den gjorde.
Etter å ha rekonstruert all den aktiviteten, sammenlignet forfatterne Carrington Event med andre stormer i 1872, 1909, 1921 og 1989. De fant ut at to av dem - i 1872 og 1921 - var sammenlignbare med denne hendelsen. Men stormen i 1989 forårsaket massive strømbrudd i Quebec, Canada. Forskerne konkluderte logisk med at Carrington Event ikke var den unike, kraftige stormen som vi tror den var.
Ifølge Hayakawa er implikasjonen klar. "Mens stormen i 1859 absolutt var en av de mest ekstreme hendelsene, virker dette i beste fall sammenlignbart med stormen i 1872 og stormen i 1921 med tanke på dens intensitet," sa han. “Så, Carrington-arrangementet er ikke lenger noe unikt. Dette faktum kan kreve at vi vurderer forekomsten av denne typen "verste fall" med romværshendelser. "
Vi blir stadig mer sårbare for disse koronale masseutkastene. Vi vet mye mer om deres kilde og frekvens, og deres virkning, enn vi gjorde i 1859. Men er vi mer forberedt?
Foreløpig ligger det meste av forberedelsene til solstormer i nøyaktig prognoser. Når man vet når man kommer, lar alle fra International Space Station-astronauter til kraftoverføringsverktøy reagere.
Det er en rekke måter å beskytte ting som transmisjonslinjer fra intense solstormer. Kondensatorbanker, Faraday-bur og spesielle dempingsanordninger kan alle hjelpe. Men ingen av dem er en perfekt løsning, og en studie fra 2017 antydet at den kan koste opptil 30 milliarder dollar bare for å beskytte strømnettet i USA.
Noen forskere har fløt ideen om et massivt magnetisk skjold mellom jorden og solen. Sitter ved jord-solen LaGrange punkt 1, ville skjoldet tilby den samme typen beskyttelse som jordens magnetfelt allerede gjør, men mer av det. Men det er bare en idé på dette tidspunktet.
I mellomtiden er det beste alternativet å vite når en storm kommer og å slå av kraftsystemet i håp om å minimere skaden. Fremtidige oppdrag som ESAs LaGrange-oppdrag kan hjelpe med det. Så langt som satellitter og kommunikasjonssystemer er å beskytte dem, er det et arbeid som pågår, og det ser ut til at ingen har noe svar ennå.
Mer:
- Forskningsartikkel: Temporal and Spatial Evolutions of a Large Sunspot Group and Great Auroral Storms omkring Carrington Event in 1859
- Pressemelding: Ekstreme solstormer kan være hyppigere enn tidligere antatt
- Rapport: Beskytte Amerikas elektriske nett mot solgeomagnetiske forstyrrelser
- Space Magazine: New Study foreslår et gigantisk, romsbasert solfarserskjold for jorden
