Vremea spațială, tulburările vântului solar și exploziile radio

Solar vântul, fluxul de particule încărcate electric care emană din stratul atmosferic exterior coroana Soarelui, reprezintă o amenințare pentru forma de viață și societatea umană modernă bazată pe tehnologia electrică. Câmpul magnetic al Pământului oferă protecție împotriva sosiei solar vânt prin devierea lor. Drastic solar evenimente precum ejecția în masă a plasmei încărcate electric din coroana Soarelui creează perturbări în solar vânt. Prin urmare, studiul perturbărilor în condițiile de solar vânt (numit Spaţiu vremea) este un imperativ. Ejecție în masă coronală (CME), numită și „solar furtuni' sau 'spaţiu furtunile' este asociat cu solar radio izbucni. Studii de solar exploziile radio din observatoarele radio pot da o idee despre CME și condițiile vântului solar. Primul studiu statistic (publicat recent) cu 446 de explozii radio de tip IV înregistrate observate în ultimul ciclu solar 24 (fiecare ciclu se referă la modificarea câmpului magnetic al Soarelui la fiecare 11 ani), a constatat că majoritatea radiourilor de tip IV de lungă durată Solar Exploziile au fost însoțite de ejecție în masă coronală (CME) și perturbări în condițiile vântului solar. 

Așa cum vremea de pe Pământ este afectată de perturbațiile vântului, spaţiu vremea” este afectată de perturbațiile din „vântul solar”. Dar asemănarea se termină aici. Spre deosebire de vântul de pe Pământ, care este format din aer compus din gaze atmosferice cum ar fi azotul, oxigenul etc., vântul solar constă dintr-o plasmă supraîncălzită constând din particule încărcate electric precum electroni, protoni, particule alfa (ioni de heliu) și ioni grei care emană continuu din atmosfera soarelui în toate direcțiile inclusiv în direcția Pământului.   

Soarele este sursa supremă de energie pentru viața pe Pământ, prin urmare respectată în multe culturi ca dătătoare de viață. Dar există și o altă latură. Vântul solar, fluxul continuu de particule încărcate electric (adică plasmă) care provin din atmosfera solară reprezintă o amenințare pentru viața de pe Pământ. Datorită câmpului magnetic al Pământului, care deviază cea mai mare parte a vântului solar ionizant departe (de Pământ) și atmosferei Pământului care absorb cea mai mare parte a radiațiilor rămase, oferind astfel protecție împotriva radiațiilor ionizante. Dar există mai mult – pe lângă amenințarea pentru formele biologice de viață, vântul solar reprezintă, de asemenea, o amenințare pentru electricitatea și societatea modernă condusă de tehnologie. Sistemele electronice și informatice, rețelele electrice, conductele de petrol și gaze, telecomunicații, comunicații radio, inclusiv rețele de telefonie mobilă, GPS, spaţiu misiuni și programe, comunicații prin satelit, internet etc. – toate acestea pot fi eventual perturbate și oprite de perturbațiile vântului solar¹. Astronauții și navele spațiale sunt deosebit de expuse riscului. Au existat mai multe cazuri în acest sens în trecut, de exemplu, martie 1989 „Panire din QuebecÎn Canada, din cauza erupțiilor solare masive, rețeaua electrică a deteriorat grav. Și unii sateliți suferiseră daune. Prin urmare, este imperativ să urmăriți condițiile vântului solar din vecinătatea Pământului - cum caracteristicile acestuia cum ar fi viteza și densitatea, câmp magnetic puterea și orientarea și nivelurile de particule energetice (de exemplu, spaţiu vremea) va avea un impact asupra formelor de viață și a societății umane moderne.  

Cum ar fi „predicția vremii”, poate „spaţiu să fie prezis și vremea? Ce determină vântul solar și condițiile sale în vecinătatea Pământului? Poate vreo schimbare serioasă în spaţiu vremea să fie cunoscută dinainte pentru a lua măsuri preventive pentru a minimiza impactul dăunător asupra Pământului? Și de ce se formează vântul solar?   

Soarele este o minge de gaz fierbinte încărcat electric și, prin urmare, nu are o suprafață definită. Stratul de fotosferă este tratat ca suprafață a soarelui, deoarece aceasta este ceea ce putem observa cu lumină. Straturile de sub fotosferă spre interior, spre miez, sunt opace pentru noi. Atmosfera solară este formată din straturi deasupra suprafeței fotosferei soarelui. Este haloul gazos transparent care înconjoară Soarele. Mai bine văzută de pe Pământ în timpul eclipsei totale de soare, atmosfera solară are patru straturi: cromosferă, regiunea de tranziție solară, coroană și heliosferă.  

Vântul solar se formează în corona, al doilea strat (din exterior) al atmosferei solare. Corona este un strat de plasmă foarte fierbinte. În timp ce temperatura suprafeței Soarelui este de aproximativ 6000K, temperatura medie a coroanei este de aproximativ 1-2 milioane K. Denumit „Paradoxul încălzirii coronale”, mecanismul și procesele de încălzire a coroanei și accelerarea vântului solar la foarte mult. viteză mare și expansiune în interplanetar spaţiu nu este încă bine înțeles, ² deși într-o lucrare recentă, cercetătorii au încercat să rezolve acest lucru prin intermediul fotonilor de origine axion (particulă elementară ipotetică de materie întunecată). ³.  

Ocazional, o cantitate imensă de plasmă fierbinte este ejectată din coroană în stratul exterior al atmosferei solare (heliosferă). Denumite ejecții de masă coronală (CME), ejecțiile de masă de plasmă din coroană generează perturbări mari ale temperaturii, vitezei, densității și vitezei vântului solar. interplanetar camp magnetic. Acestea creează furtuni magnetice puternice în câmpul geomagnetic al Pământului ⁴. Erupția plasmei din coroană implică accelerarea electronilor, iar accelerarea particulelor încărcate generează unde radio. Ca rezultat, ejecțiile coronale în masă (CME) sunt, de asemenea, asociate cu exploziile de semnale radio de la Soare. ⁵. Prin urmare, spaţiu studiile meteorologice ar implica studiul timpului și intensității ejecțiilor de masă de plasmă din coroană în combinație cu exploziile solare asociate, care este o explozie radio de tip IV care durează de lungă durată (mai mare de 10 minute).    

Apariția exploziilor radio în ciclurile solare anterioare (ciclul periodic al câmpului magnetic al Soarelui la fiecare 11 ani) în legătură cu Ejecțiile de masă coronală (CME) a ​​fost studiată în trecut.  

Un studiu statistic recent pe termen lung realizat de Anshu Kumari et al. de Universitatea din Helsinki pe rafale radio observate în ciclul solar 24, aruncă o lumină suplimentară asupra asocierii exploziilor radio de lungă durată, cu frecvență mai largă (numite rafale de tip IV) cu CME. Echipa a descoperit că aproximativ 81% dintre exploziile de tip IV au fost urmate de ejecții de masă coronală (CME). Aproximativ 19% din exploziile de tip IV nu au fost însoțite de CME. În plus, doar 2.2% dintre CME-uri sunt însoțite de rafale radio de tip IV ⁶.  

Înțelegerea calendarului exploziilor de tip IV de lungă durată și a CME-urilor într-o manieră incrementală va ajuta la proiectarea și sincronizarea celor în curs și viitoare. spaţiu programe în consecință, pentru a reduce impactul acestora asupra unor astfel de misiuni și, în cele din urmă, asupra formelor de viață și civilizației de pe Pământ. 

***

Referinte:    

1. Alb SM., nd. Explorările radio solare și Spaţiu Vreme. Universitatea din Maryland. Disponibil online la https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Accesat pe 29 Jamaury 2021. 

2. Aschwanden MJ et al 2007. The Coronal Heating Paradox. The Astrophysical Journal, volumul 659, numărul 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070  

3. Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Soluția problemei de încălzire coronală prin intermediul fotonilor de origine axionică. Fizica Universului Întunecat Volumul 31, ianuarie 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746  

4. Verma PL., et al 2014. Ejecții de masă coronală și perturbări în parametrii plasmatici ai vânturilor solare în relație cu furtunile geomagnetice. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060   

5. Gopalswamy N., 2011. Ejectii în masă coronală și emisii radio solare. Centrul de date CDAW NASA. Disponibil online la https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Accesat pe 29 ianuarie 2021.  

6. Kumari A., Morosan DE. și Kilpua EKJ., 2021. Despre apariția exploziilor radio solare de tip IV în ciclul solar 24 și asocierea lor cu ejecțiile de masă coronală. Publicat 11 ianuarie 2021. The Astrophysical Journal, Volumul 906, Numărul 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878  

***