Mogli bismo biti u potrazi za velikim vatrometom 2012. godine. Neka predviđanja daju solarni maksimum Solarnog ciklusa 24 još energičnijim od posljednjeg solarnog maksimuma u razdoblju 2002-2003. (Sjećate se svih onih rekorda lomljivih eksplozija X klase?). Solarni fizičari se već uzbuđuju zbog sljedećeg ciklusa i nove metode predviđanja dobro se koriste. Ali trebamo li se brinuti?
Vezani članci iz 2012. godine:
- 2012: Nema geomagnetskog preokreta (objavljeno 3. listopada 2008.)
- 2012: No Killer Solar Flare (objavljeno 21. lipnja 2008.)
- 2012: Planet X nije Nibiru (objavljeno 19. lipnja 2008.)
- 2012: Nema planete X (objavljeno 25. svibnja 2008.)
- No Sudnji dan 2012. godine (objavljeno 19. svibnja 2008.)
Prema jednom od mnogih scenarija Sudnjeg dana koji su nam predstavljeni u toku kraja svijeta, proročanstva Maja, 2012. godine, ovaj se scenarij zapravo temelji na nekoj znanosti. Štoviše, možda postoji neka povezanost između 11-godišnjeg solarnog ciklusa i vremenskog ciklusa viđenog u kalendaru Maja, možda je ova drevna civilizacija shvatila kako magnetizam Sunca podliježe promjenama polariteta svako desetljeće ili nešto slično? Uz to, religiozni tekstovi (poput Biblije) kažu da nam treba sudnji dan, koji uključuje mnogo vatre i ruba. Izgleda da ćemo 21. prosinca 2012. s nama najbližu zvijezdu živjeti peći!
Prije nego što krenemo u zaključke, napravimo korak unazad i razmislimo o tome. Kao i većina različitih načina na kojima će svijet završiti 2012. godine, mogućnost Sunca koji eksplodira ogroman, solarni bljesak koji oštećuje Zemlju vrlo je privlačan za one sudionike vani. No, pogledajmo što se zapravo događa tijekom događaja usmjerenog ka suncu, Zemlje je zapravo vrlo dobro zaštićeno. Iako neki sateliti možda nisu ...
Zemlja se razvila u visoko radioaktivnom okruženju. Sunce neprekidno isijava visokoenergetske čestice sa svoje magnetski dominirajuće površine kao solarni vjetar. Za vrijeme solarnog maksimuma (kada je Sunce najaktivnije), Zemlja može biti dovoljno nesretna da bi mogla gledati niz bačvu eksplozije s energijom 100 milijardi atomske bombe veličine Hirošime. Ova eksplozija poznata je kao sunčeva bljesak i čiji efekti mogu uzrokovati probleme ovdje na Zemlji.
Prije nego što pogledamo nuspojave na Zemlji, pogledajmo Sunce i ukratko razumemo zašto se tako ljuti svakih 11 godina.
Sunčev ciklus
Prije svega, Sunce ima a prirodni ciklus s razdobljem od oko 11 godina. Tijekom životnog vijeka svakog ciklusa, Sunčeve magnetske linije povlače se oko solarnog tijela diferencijalnom rotacijom na solarnom ekvatoru. To znači da se ekvator okreće brže od magnetskih stupova. Kako se ovo nastavlja, solarna plazma vuče crte magnetskog polja oko Sunca, uzrokujući stres i nakupljanje energije (ilustracija ovoga je prikazana). Kako se magnetska energija povećava, usporava se oblik magnetskog fluksa koji ih tjera na površinu. Ovi srodnici poznati su pod nazivom koronalne petlje koje postaju mnogobrojnije u razdobljima velike solarne aktivnosti.
Tu se pojavljuju sunčeve pjege. Kako koračne petlje i dalje iskaču po površini, pojavljuju se i sunčeve pjege, često smještene na točkama petlje. Koronalne petlje imaju za posljedicu gurnuti gornje površinske slojeve Sunca (fotosferu i kromosferu), izlažući hladniju konvekcijsku zonu (razlozi zbog kojih su solarna površina i atmosfera vrući od sunčeve unutrašnjosti svode se na fenomen krunskog grijanja) , Kako se magnetska energija povećava, možemo očekivati da će se sve više magnetskog toka forsirati zajedno. Tada se događa fenomen poznat kao magnetska rekonekcija.
Ponovno povezivanje je okidač za solarne baklje raznih veličina. Kao što je ranije izviješteno, solarni bljeskovi od "nanoflaresa" do "baklje X klase" vrlo su energični događaji. Omogućeno, najveći odljevi moje generiraju dovoljno energije za 100 milijardi atomske eksplozije, ali ne dopustite da se ova ogromna brojka tiče vas. Za početak, ovaj se bljesak događa u niskoj koroni, tik blizu površine Sunca. To je gotovo 100 milijuna milja daleko (1AU). Zemlja nije nigdje blizu eksplozije.
Kako linije magnetskog polja solarne energije oslobađaju ogromnu količinu energije, solarna se plazma ubrzava i zadržava u magnetskom okruženju (solarna plazma su pregrijane čestice poput protona, elektrona i nekih svjetlosnih elemenata kao što su jezgre helija). Dok čestice plazme međusobno djeluju, mogu se stvoriti rendgenske zrake ako su uvjeti pravi i zakočnog zračenja je moguće. (Bremsstrahlung nastaje kada napunjene čestice djeluju, što rezultira emisijom rendgenskih zraka.) To može stvoriti rendgenski bljesak.
Problem s rendgenskim zrakama
Najveći problem s rendgenskim zracima je taj što dobivamo malo upozorenja kada će se to dogoditi dok rendgenski zraci putuju brzinom svjetlosti (jedan od rekorda lomljivih sunčevih bljeskova iz 2003. prikazan je lijevo). Rendgenski zraci iz baklje X klase stići će do Zemlje za oko osam minuta. Kako rendgenski zraci udaraju u našu atmosferu, apsorbiraju se u najudaljenijem sloju koji se naziva ionosfera. Kao što možete pretpostaviti iz naziva, ovo je visoko nabijeno, reaktivno okruženje, puno iona (atomska jezgra i slobodni elektroni).
Tijekom snažnih solarnih događaja kao što su baklje, brzina ionizacije između X-zraka i atmosferskih plinova raste u slojevima regije D i E ionosfere. U tim slojevima dolazi do naglog porasta proizvodnje elektrona. Ti elektroni mogu prouzročiti smetnje u prolasku radio valova kroz atmosferu, apsorbirajući kratke valove radio signala (u visokofrekventnom rasponu), možda blokirajući globalnu komunikaciju. Ovi događaji poznati su pod nazivom "Iznenadni poremećaji ionosfere" (ili SID-ovi) i postaju uobičajeni za razdoblja velike sunčeve aktivnosti. Zanimljivo je da porast gustoće elektrona tijekom SID-a pojačava širenje radio frekvencije vrlo niske frekvencije (VLF), fenomen koji znanstvenici koriste za mjerenje intenziteta X-zraka koje dolaze sa Sunca.
Izbacivanje koronalnih masa?
Emisije sunčevih zraka od rendgenskih zraka samo su dio priče. Ako su uvjeti ispravni, na mjestu baklje može se izbaciti koronalna masa (CME) (iako se bilo koji fenomen može dogoditi neovisno). CME su sporiji od širenja X-zraka, ali njihovi globalni učinci ovdje na Zemlji mogu biti problematičniji. Možda ne putuju brzinom svjetlosti, ali ipak brzo putuju; oni mogu putovati brzinom od 2 milijuna milja na sat (3,2 milijuna km / h), što znači da će nas moći stići za nekoliko sati.
Tu se ulaže mnogo napora u predviđanje svemirskog vremena. Imamo nekoliko svemirskih letjelica koje sjede između Zemlje i Sunca na Zemlji-Suncu Lagrangianu (L1) usmjerite senzore na brodu za mjerenje energije i intenziteta solarnog vjetra. Ako CME prođe kroz njihovo mjesto, energetske čestice i međuplanetarno magnetsko polje (IMF) mogu se izravno mjeriti. Jedna misija nazvana Advanced Composition Explorer (ACE) nalazi se u L1 točka i pruža znanstvenicima do sat vremena obavijesti o pristupu CME-a. ACE se udružuje sa Solarnom i heliosferičnom opservatorijom (SOHO) i zvjezdarnicom za solarne odnose teresta (STEREO), tako da se CME mogu pratiti iz donje korone u međuplanetarni prostor, kroz L1 usmjerite prema Zemlji. Ove solarne misije aktivno djeluju zajedno kako bi pružale svemirskim agencijama naprednu obavijest o CME usmjerenom prema Zemlji.
Pa što ako CME dođe do Zemlje? Za početak, mnogo toga ovisi o magnetskoj konfiguraciji MMF-a (od Sunca) i geomagnetskom polju Zemlje (magnetosferi). Općenito govoreći, ako su oba magnetska polja usklađena s polaritetima usmjerenim u istom smjeru, velika je vjerojatnost da će CME magnetska sfera odbiti. U ovom će slučaju CME kliznuti pored Zemlje, uzrokujući neki pritisak i izobličenja na magnetosferi, ali u suprotnom će proći bez problema. Međutim, ako su linije magnetskog polja u anti-paralelnoj konfiguraciji (tj. Magnetske polarnosti u suprotnim smjerovima), magnetska rekonekcija može se dogoditi na vodećem rubu magnetosfere.
U tom će se slučaju MMF i magnetosfera spojiti, povezujući Zemljino magnetsko polje sa Sunčevim. Ovo postavlja scenu za jedan od najupečatljivijih događaja u prirodi: aurora.
Sateliti u Perilu
Kako se magnetsko polje CME povezuje sa zemljom, čestice visoke energije ubrizgavaju se u magnetosferu. Zbog pritiska sunčevog vjetra, linije Sunčevog magnetskog polja preklopit će se oko Zemlje i zavladati iza našeg planeta. Čestice ubrizgane u "dnevnu stranu" usmjerit će se u polarna područja Zemlje gdje djeluju s našom atmosferom, stvarajući svjetlost kao aurore. Tijekom tog vremena, Van Allenov pojas također će postati "super nabijen", stvarajući područje oko Zemlje koje bi moglo stvoriti probleme nezaštićenim astronautima i bilo kojim nezaštićenim satelitima. Za više o šteti koja može biti nanesena astronautima i svemirskim brodovima, pogledajte „Radijacijska bolest, oštećenje stanica i povećani rizik od raka za dugotrajne misije na Mars"I"Novi tranzistor mogao bi imati bočno zračenje u svemiru.”
Kao da zračenje iz Van Allenovog pojasa nije dovoljno, sateliti bi mogli podnijeti prijetnju rastuće atmosfere. Kao što biste očekivali, kao da Sunce pogodi Zemlju s X-zrakama i CME, doći će do neizbježnog zagrijavanja i globalnog širenja atmosfere, što će možda zahvatiti satelitsku orbitalnu visinu. Ako se ostave bez nadzora, aerobrakiranje na satelitima može usporiti i spustiti se u visinu. Aerobraking se široko koristi kao svemirski let alat usporiti svemirsku letjelicu kad se umetne u orbitu oko drugog planeta, ali to će imati štetan učinak na satelite koji orbitiraju oko Zemlje jer bi svako usporavanje brzine moglo dovesti do ponovnog ulaska u atmosferu.
Osjećamo efekte na prizemlju
Iako su sateliti na prvoj liniji, ako dođe do snažnog naleta energetskih čestica koje uđu u atmosferu, možda ćemo osjetiti štetne učinke i ovdje na Zemlji. Zbog stvaranja elektrona u ionosferi X-zraka, neki oblici komunikacije mogu postati zakrpljeni (ili se ukloniti svi zajedno), ali to se nije sve što se može dogoditi. Osobito u regijama velike zemljopisne širine, ove dolazne čestice mogu kroz ionosferu stvarati golemu električnu struju, poznatu kao "elektrojezik". Električnom strujom dolazi magnetsko polje. Ovisno o intenzitetu solarne oluje, ovdje se na tlu mogu inducirati struje, moguće preopteretiti državne elektroenergetske mreže. 13. ožujka 1989., šest milijuna ljudi izgubilo je snagu u kanadskoj regiji Quebec nakon što je ogroman porast solarne aktivnosti izazvao nalet struje inducirane zemljom. Quebec je bio paraliziran devet sati dok su inženjeri radili na rješenju problema.
Može li naše sunce stvoriti ubilački bljesak?
Kratki odgovor na to je "ne".
Duži odgovor je malo više uključen. Iako bi sunčevi bljesak sa sunca, usmjeren izravno na nas, mogao uzrokovati sekundarne probleme poput oštećenja satelita i ozljede nezaštićenih astronauta i nestanka, sam plamen nije dovoljno moćan da uništi Zemlju, sigurno ne u 2012. Usudim se reći, u daleka budućnost kada Suncu počne nestajati goriva i nabuja u crveni gigant, to bi moglo biti loše doba za život na Zemlji, ali imamo nekoliko milijardi godina da čekamo da se to dogodi. Čak bi mogla postojati mogućnost pokretanja nekoliko baklji X klase i iz čiste loše sreće može nas pogoditi niz CME-ova i eksplozija rendgenskih zraka, ali nijedan neće biti moćan da nadvlada nižu našu magnetosferu, ionosferu i gustu atmosferu.
“Ubojice” sunčeve baklje imati opaženi na drugim zvijezdama. U 2006., NASA-in Swift opservatorij ugledao je najveći zvjezdani bljesak ikada primijećen u 135 svjetlosnih godina. Procjenjuje se da su oslobodili energiju od 50 milijuna bilijuna atomske bombe, raketa II Pegasi izbrisala bi većinu života na Zemlji ako bi naše Sunce reklo rendgenske zrake iz bljeska te energije na nas. Međutim, naše Sunce nije II Pegasi. II Pegasi je nasilna crvena džinovska zvijezda s binarnim partnerom u vrlo bliskoj orbiti. Vjeruje se da je gravitacijska interakcija sa svojim binarnim partnerom i činjenica II Pegasi crveni div glavni je uzrok ovog energičnog bljeskanja.
Doomsayers ukazuju na Sunce kao na mogući izvor ubojica Zemlje, ali ostaje činjenica da je naše Sunce vrlo stabilna zvijezda. Nema binarnog partnera (poput II Pegasi), ima predvidljivi ciklus (otprilike 11 godina) i nema dokaza da je naše Sunce pridonijelo bilo kakvom masovnom događaju izumiranja u prošlosti putem ogromnog bljeska usmjerenog na Zemlju. Primjećene su vrlo velike solarne rakete (poput bijele svjetlosti Carringtona iz 1859.) ... ali još uvijek smo tu.
U dodatnom zaokretu iznenađuju solarni fizičari nedostatak solarne aktivnosti na početku ovog 24. solarnog ciklusa, što je dovelo do nekih znanstvenika da nagađaju da smo možda na rubu još jednog Maunderovog minimuma i „malog ledenog doba“. To je u velikoj suprotnosti s predviđanjem NASA-inog sunčevog fizičara za 2006. godinu da će ovaj ciklus biti "doozy".
To me navodi na zaključak da nam predstoji dug put kada predviđamo događaje izbijanja sunca. Iako se predviđanje svemirskih vremenskih prilika poboljšava, proći će nekoliko godina dok Sunce ne budemo mogli dovoljno točno pročitati da sa sigurnošću možemo reći koliko će aktivni solarni ciklus biti. Dakle, bez obzira na proročanstva, predviđanja ili mit, ne postoji fizički način za reći da će ga udariti Zemlja bilo koji bacati, a kamoli veliki u 2012. Čak i ako nas je udario veliki bljesak, to neće biti događaj gašenja. Da, sateliti se mogu oštetiti, uzrokujući sekundarne probleme poput GPS gubitka (koji moć na primjer ometaju kontrolu zračnog prometa) ili nacionalne elektroenergetske mreže mogu biti pretrpane avionskim elektrojektima, ali ništa ekstremnije od toga.
Ali zadržite, kako bismo zaobišli taj problem, sudbinari nam sada govore da je veliki solarni bljesak htjeti udari nas upravo kad Zemljino geomagnetsko polje slabi i preokreće, ostavljajući nas nezaštićenima od pustošenja CME-a ... Razlozi zbog kojih se to neće dogoditi u 2012. dostojni su vlastiti članci. Dakle, pazite na sljedeći članak iz 2012. "2012: Nema geomagnetskog preokreta“.
Vodeće slikovne slike: MIT (simulacija supernove), NASA / JPL (solarno aktivna regija u EUV). Učinci i uređivanje: ja.
