Vi kan være i stand til et stort fyrverkeri i 2012. Noen spådommer setter solmaksimumet til Solar Cycle 24 enda mer energisk enn det siste solmaksimumet i 2002-2003 (husker du alle rekordbryter X-klasse fakler?). Solfysikere er allerede begeistret for denne neste syklusen, og nye prediksjonsmetoder blir tatt i bruk. Men skal vi være bekymret?
Relaterte artikler fra 2012:
- 2012: No Geomagnetic Reversal (lagt ut 3. oktober 2008)
- 2012: No Killer Solar Flare (lagt ut 21. juni 2008)
- 2012: Planet X Is Not Nibiru (lagt ut 19. juni 2008)
- 2012: No Planet X (lagt ut 25. mai 2008)
- Ingen dommedag i 2012 (lagt ut 19. mai 2008)
I følge et av de mange dommedagscenariene vi har blitt presentert for i forkant av Maya Prophecy-drevet "verdens ende" i 2012, er dette scenariet faktisk basert på noe vitenskap. Hva mer er, det kan være en viss sammenheng mellom den 11-årige solsyklusen og tidssyklusene sett i mayakalenderen, kanskje denne eldgamle sivilisasjonen forsto hvordan solens magnetisme gjennomgår polaritetsendringer hvert tiår eller så? I tillegg sier religiøse tekster (for eksempel Bibelen) at vi skal ha en dommedag med mye ild og svovel. Så det ser ut som om vi kommer til å bli stekt levende av vår nærmeste stjerne 21. desember 2012!
Før vi hopper til konklusjoner, ta et skritt tilbake og tenke gjennom dette. I likhet med de fleste av de forskjellige måtene verden skal ta slutt i 2012, er muligheten for at Solen sprenger en enorm, jordskadende soloppblussing veldig attraktiv for dommere der ute. Men la oss se på hva som virkelig skjer under en jordstyrt solsikkerhetshending, jorden er faktisk veldig godt beskyttet. Selv om noen satellitter kanskje ikke er ...
Jorden har utviklet seg i et sterkt radioaktivt miljø. Solen avfyrer kontinuerlig høyenergipartikler fra sin magnetisk dominerte overflate som solvind. Under solmaksimum (når solen er på det mest aktive), kan jorden være uheldig nok til å stirre nedover tønna til en eksplosjon med energien på 100 milliarder atombomber i Hiroshima. Denne eksplosjonen er kjent som en soloppblussing og effektene av disse kan forårsake problemer her på jorden.
Før vi ser på jordbivirkningene, la oss se på sola og forstå kort hvorfor den blir så sint hvert 11. år.
Solsyklusen
Først og fremst har sola en naturlig syklus med en periode på omtrent 11 år. I løpet av levetiden til hver syklus blir magnetfeltlinjene til Sola dratt rundt solcelleorganet ved differensiell rotasjon ved solekvator. Dette betyr at ekvator snurrer raskere enn magnetpolene. Når dette fortsetter, trekker solplasma magnetfeltlinjene rundt sola, forårsaker stress og en oppbygging av energi (en illustrasjon av dette er avbildet). Når magnetisk energi øker, knekker den magnetiske fluksformen, og tvinger dem til overflaten. Disse knekkene er kjent som koronale løkker som blir flere i perioder med høy solaktivitet.
Det er her solflekkene kommer inn. Når koronale løkker fortsetter å dukke opp over overflaten, vises solflekker også, ofte plassert ved fotsporene i løkken. Koronale løkker har effekten av å skyve de varmere overflatelagene til solen (fotosfæren og kromosfæren) til side, og utsetter den kjøligere konveksjonssonen (grunnene til at soloverflaten og atmosfæren er varmere enn solinnredningen er nede i fenomenet koronal oppvarming) . Når magnetisk energi bygger seg opp, kan vi forvente at mer og mer magnetisk strøm vil bli tvunget sammen. Dette er når et fenomen kjent som magnetisk tilkobling oppstår.
Gjenoppkobling er utløseren for solfakser i forskjellige størrelser. Som tidligere rapportert er fakkel om sol fra "nanoflares" til "X-class fakler" veldig energiske hendelser. Riktignok produserer de største faklene min energi til 100 milliarder atomeksplosjoner, men ikke la dette enorme tallet angå deg. For en begynnelse oppstår denne fakkel i den lave koronaen, like ved soloverflaten. Det er nesten 100 millioner miles unna (1AU). Jorden er ikke i nærheten av eksplosjonen.
Når solcellemagnetiske feltlinjer frigjør en enorm mengde energi, akselereres solcelleplasma og innesperres i det magnetiske miljøet (solplasma er overopphetede partikler som protoner, elektroner og noen lyselementer som heliumkjerner). Når plasmapartiklene samvirker, kan røntgenstråler genereres hvis forholdene er riktige og bremsestråling er mulig. (Bremsstrahlung oppstår når ladede partikler samvirker, noe som resulterer i røntgenemisjon.) Dette kan skape en røntgenflare.
Problemet med røntgenstråler
Det største problemet med en røntgenfakkelse er at vi får lite advarsel når det kommer til å skje når røntgenstråler beveger seg med lysets hastighet (en av de rekordbrytende solcellene fra 2003 er avbildet til venstre). Røntgenstråler fra en X-klasse bluss vil nå jorden på rundt åtte minutter. Når røntgenstråler treffer atmosfæren vår, blir de absorbert i det ytterste laget som kalles ionosfæren. Som du kan gjette fra navnet, er dette et høyt ladet, reaktivt miljø, fullt av ioner (atomkjerner og frie elektroner).
Under kraftige solhendelser som fakler øker ioniseringshastigheten mellom røntgenstråler og atmosfæriske gasser i D- og E-områdelagene i ionosfæren. Det er en plutselig økning i elektronproduksjon i disse lagene. Disse elektronene kan forårsake forstyrrelse av passering av radiobølger gjennom atmosfæren og absorbere kortbølges radiosignaler (i høyfrekvensområdet), og muligens blokkere global kommunikasjon. Disse hendelsene er kjent som "Sudden Ionospheric Disturbances" (eller SIDs) og de blir vanlige i perioder med høy solaktivitet. Interessant nok øker økningen i elektron tetthet under en SID utbredelsen av Very Low Frequency (VLF) radio, et fenomen forskere bruker for å måle intensiteten til røntgenstråler som kommer fra solen.
Koronale masseutslipp?
Utslipp fra røntgenstråler er bare en del av historien. Hvis forholdene er riktige, kan det bli produsert en koronal masseutkastning (CME) på stedet for fakkel (selv om begge fenomenene kan oppstå uavhengig). CME er tregere enn forplantningen av røntgenstråler, men deres globale effekter her på jorden kan være mer problematiske. De kjører kanskje ikke med lysets hastighet, men de reiser fremdeles fort; de kan reise med en hastighet på 2 millioner miles per time (3,2 millioner km / t), noe som betyr at de kan nå oss i løpet av timer.
Det er her det blir lagt ned mye arbeid i romværværspådommer. Vi har en håndfull romfartøy som sitter mellom jorden og solen ved jord-sol-lagrangian (L1) pek med sensorer om bord for å måle energien og intensiteten til solvinden. Hvis en CME passerer gjennom deres beliggenhet, kan energiske partikler og det interplanetære magnetfeltet (IMF) måles direkte. Ett oppdrag kalt Advanced Composition Explorer (ACE) sitter i L1 peker og gir forskere opptil en times varsel om tilnærmingen til en CME. ACE går sammen med Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) og Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO), slik at CME-er kan spores fra den nedre koronaen til interplanetarisk rom, gjennom L1 peker mot Jorden. Disse soloppdragene jobber aktivt for å gi romfartsbyråer avansert varsel om en jordstyrt CME.
Så hva hvis en CME når jorden? For en begynnelse avhenger mye av den magnetiske konfigurasjonen av IMF (fra solen) og det geomagnetiske feltet til jorden (magnetosfæren). Generelt sett, hvis begge magnetfeltene er på linje med polariteter som peker i samme retning, er det høyst sannsynlig at CME vil bli frastøtt av magnetosfæren. I dette tilfellet vil CME gli forbi jorden, forårsake noe trykk og forvrengning på magnetosfæren, men ellers passere uten problem. Imidlertid, hvis magnetfeltlinjene er i en anti-parallell konfigurasjon (dvs. magnetiske polariteter i motsatte retninger), kan magnetisk tilkobling forekomme ved forkanten av magnetosfæren.
I dette tilfellet vil IMF og magnetosfæren fusjonere og forbinde jordas magnetfelt med solens. Dette setter scenen for en av de mest ærefryktbegivenhetene i naturen: Auroraen.
Satellitter i fare
Når magnetfeltet CME kobles til jordas, blir partikler med høy energi injisert i magnetosfæren. På grunn av solvindtrykket vil solens magnetfeltlinjer brette seg rundt jorden og feie bak planeten vår. Partiklene som blir injisert i "dayide" vil bli traktet inn i de polare områdene på jorden der de samhandler med atmosfæren vår og genererer lys som aurorae. I løpet av denne tiden vil Van Allen-beltet også bli "superladet", og skaper en region rundt jorden som kan forårsake problemer for ubeskyttede astronauter og eventuelle uskjermede satellitter. For mer informasjon om skaden som kan forårsakes av astronauter og romfartøy, sjekk ut “Strålesyke, cellulær skade og økt kreftrisiko for langvarige oppdrag til Mars”Og“Ny transistor kan være side-trinns romstråling.”
Som om strålingen fra Van Allen-beltet ikke var nok, kunne satellitter gi etter for trusselen om en ekspanderende atmosfære. Som du kan forvente, som om solen treffer jorden med røntgenstråler og CME-er, vil det være uunngåelig oppvarming og global ekspansjon av atmosfæren, muligens inngrep i satellittbanehøyder. Hvis du ikke får sjekket det, kan en aerobraking-effekt på satellittene føre til at de går sakte og faller i høyden. Aerobraking har blitt brukt mye som romfart verktøy å bremse romfartøyet når det settes inn i bane rundt en annen planet, men dette vil ha en negativ innvirkning på satellitter som går i bane rundt Jorden da enhver hastighetsnedgang kan føre til at den kommer inn i atmosfæren igjen.
Vi føler effektene også på bakken
Selv om satellitter er i frontlinjen, hvis det er en kraftig bølge av energiske partikler som kommer inn i atmosfæren, kan vi kjenne de negative virkningene her nede på jorden. På grunn av røntgengenerering av elektroner i ionosfæren, kan noen former for kommunikasjon bli ujevn (eller fjernes alt sammen), men dette er ikke alt som kan skje. Spesielt i regioner med høy breddegrad kan det dannes en enorm elektrisk strøm, kjent som en "elektrojet" gjennom ionosfæren av disse innkommende partikler. Med en elektrisk strøm kommer et magnetfelt. Avhengig av intensiteten til solstormen, kan strømmer induseres her nede på bakken, muligens overbelastning av nasjonale kraftnett. 13. mars 1989 mistet seks millioner mennesker strømmen i Quebec-regionen i Canada etter at en enorm økning i solaktivitet forårsaket en bølge fra bakkeinduserte strømmer. Quebec ble lammet i ni timer mens ingeniører jobbet med en løsning på problemet.
Kan solen vår produsere en morder flare?
Det korte svaret på dette er "nei".
Det lengre svaret er litt mer involvert. Selv om en soloppblussing fra solen rett ut mot oss, kan forårsake sekundære problemer som satellittskader og skader på ubeskyttede astronauter og blackouts, er selve fakkelet ikke kraftig nok til å ødelegge Jorden, absolutt ikke i 2012. Jeg tør påstå den fjerne fremtiden når solen begynner å gå tom for drivstoff og svulme inn i en rød gigant, kan det være en dårlig æra for livet på jorden, men vi har noen milliarder år å vente på at det skal skje. Det kan til og med være muligheten for at flere X-klasse blusser blir lansert, og av rent uflaks kan vi bli rammet av en serie CME-er og røntgenutbrudd, men ingen vil være kraftige til å overvinne magnetosfæren, ionosfæren og den tykke atmosfæren nedenfor.
"Killer" solfakkel ha blitt observert på andre stjerner. I 2006 så NASAs Swift-observatorium den største stjernevarslingen som noen gang er observert 135 lysår unna. Antatt å ha sluppet løs en energi på 50 millioner billioner atombomber, vil II Pegasi-faklingen ha utslettet mest liv på jorden hvis solen vår fyrte røntgenstråler fra en bluss av den energien mot oss. Imidlertid er vår sol ikke II Pegasi. II Pegasi er en voldelig rød gigantstjerne med en binær partner i en veldig nær bane. Det antas at gravitasjonsinteraksjonen med sin binære partner og det faktum at II Pegasi er en rød gigant er grunnårsaken til denne energiske fakkelhendelsen.
Dommesagere peker på solen som en mulig kilde til jorddreper, men faktum gjenstår at solen vår er en veldig stabil stjerne. Den har ikke en binær partner (som II Pegasi), den har en forutsigbar syklus (på omtrent 11 år), og det er ingen bevis for at Solen vår bidro til noen hendelse i masseutryddelse i fortiden via en enorm jordstyrt bluss. Det har blitt observert veldig store solfakler (for eksempel Carrington hvite lysfakk fra 1859) ... men vi er fortsatt her.
I en ekstra vri blir solfysikere overrasket over mangel på av solaktivitet i starten av denne 24. solsyklusen, noe som førte til at noen forskere spekulerer i at vi kanskje er på grensen til et annet Maunder-minimum og "Lille istid". Dette står i sterk kontrast til NASA-solfysikerens spådom fra 2006 om at denne syklusen vil være en "doozy".
Dette fører til at jeg konkluderer med at vi fremdeles har en lang vei å gå når jeg forutsier fakkelhendelser. Selv om romværets prediksjon forbedrer seg, vil det være noen år ennå til vi kan lese solen nøyaktig nok til å si noe sikkert hvor aktiv en solsyklus kommer til å bli. Uansett profeti, spådom eller myte, er det ingen fysisk måte å si at Jorden vil bli rammet av noen flare, enn si en stor i 2012. Selv om en stor bluss slo oss, vil det ikke være en utryddelseshendelse. Ja, satellitter kan være skadet og forårsake sekundære problemer som GPS-tap (som kanskje avbryt flytrafikkontrollen for eksempel) eller nasjonale kraftnett kan bli overveldet av uroelektrojet, men ikke noe mer ekstremt enn det.
Men hold på, for å unngå dette problemet, forteller dommere nå at en stor soloppblussing vil treffer oss på samme måte som jordas geomagnetiske felt svekkes og reverserer, og lar oss være ubeskyttet fra herjene til en CME ... Årsakene til at dette ikke skal skje i 2012 er verdig sin egen artikkel. Så, se opp for neste artikkel i 2012 “2012: No Geomagnetic Reversal“.
Ledende bildekreditt: MIT (supernovasimulering), NASA / JPL (solaktiv region i EUV). Effekter og redigering: meg selv.
