Mohli by sme byť v roku 2012 s veľkým ohňostrojom. Niektoré predpovede dávajú solárne maximum slnečného cyklu 24 ešte energickejšie ako posledné solárne maximum v rokoch 2002-2003 (pamätajte všetky tie rekordné svetlice triedy X?). Slneční fyzici už sú nadšení týmto ďalším cyklom a nové predikčné metódy sa využívajú dobre. Mali by sme sa však obávať?
Súvisiace články z roku 2012:
- 2012: Bez geomagnetického zvratu (uverejnené 3. októbra 2008)
- 2012: No Killer Solar Flare (uverejnené 21. júna 2008)
- 2012: Planéta X nie je Nibiru (uverejnené 19. júna 2008)
- 2012: č. Planet X (uverejnené 25. mája 2008)
- Žiadny súdny deň v roku 2012 (uverejnené 19. mája 2008)
Podľa jedného z mnohých scenárov Doomsday, s ktorými sme sa v roku 2012 dostali na začiatku „konca sveta“ poháňaného mayským proroctvím, je tento scenár skutočne založený na nejakej vede. A čo viac, môže existovať určitá korelácia medzi 11-ročným slnečným cyklom a časovými cyklami pozorovanými v mayskom kalendári. Možno táto starodávna civilizácia pochopila, ako magnetizmus Slnka podlieha zmenám polarity každých desať rokov? Náboženské texty (ako je napríklad Biblia) navyše hovoria, že máme byť odsúdení na jeden deň súdom, ktorý zahŕňa veľa ohňa a síry. Vyzerá to, že 21. decembra 2012 budeme živiť našou najbližšou hviezdou!
Predtým, ako prejdeme k záverom, urobte krok späť a premyslite si to. Rovnako ako väčšina z rôznych spôsobov, ako sa svet skončí v roku 2012, je možnosť, že Slnko vystrelí obrovský slnečný svetelný lúč poškodzujúci Zem, veľmi príťažlivá pre tých, ktorí sú odsúdení na zánik. Poďme sa však pozrieť, čo sa skutočne stane počas slnečnej erupcie zameranej na Zem, Zem je v skutočnosti veľmi dobre chránená. Aj keď niektoré satelity nemusia byť ...
Zem sa vyvinula vo vysoko rádioaktívnom prostredí. Slnko neustále vystrelí vysokoenergetické častice zo svojho magneticky ovládaného povrchu ako slnečný vietor. Počas slnečného maxima (keď je Slnko najaktívnejšie), môže byť Zem nešťastná, že sa pozerá na výbušninu s energiou 100 miliárd atómových bômb veľkosti Hirošima. Táto explózia je známa ako slnečná erupcia a jej účinky môžu spôsobiť problémy tu na Zemi.
Predtým, ako sa pozrieme na účinky na strane Zeme, pozrime sa na Slnko a stručne pochopíme, prečo sa tak hnevá každých 11 rokov.
Solárny cyklus
V prvom rade má Slnko prírodné cyklus s obdobím približne 11 rokov. Počas životnosti každého cyklu sú magnetické siločáry Slnka pretiahnuté okolo slnečného telesa diferenciálnou rotáciou na slnečnom rovníku. To znamená, že rovník sa točí rýchlejšie ako magnetické póly. Ako to pokračuje, slnečná plazma tiahne magnetické siločiary okolo Slnka, čo spôsobuje stres a hromadenie energie (na obrázku je znázornené toto). Ako sa magnetická energia zvyšuje, zalomí sa vo forme magnetického toku a tlačí ich na povrch. Tieto zlomy sú známe ako koronálne slučky, ktoré sa stávajú početnejšími v obdobiach vysokej slnečnej aktivity.
To je miesto, kde prichádzajú slnečné škvrny. Keď sa koronálne slučky stále vynárajú nad povrchom, objavujú sa tiež slnečné škvrny, ktoré sa často nachádzajú na stopách slučky. Koronálne slučky majú účinok vytlačenia horúcich povrchových vrstiev Slnka (fotosféry a chromosféry) nabok, vystavenie chladiacej konvekčnej zóny (dôvody, prečo je slnečný povrch a atmosféra teplejšie ako solárny interiér, klesajú k javu koronálneho zahrievania) , Ako sa zvyšuje magnetická energia, môžeme očakávať, že bude stále viac a viac magnetický tok tlačený k sebe. To je, keď nastane jav známy ako magnetické opätovné spojenie.
Opätovné pripojenie je spúšťačom slnečných erupcií rôznych veľkostí. Ako už bolo uvedené, slnečné erupcie od „nanovlákien“ po „svetlice X“ sú veľmi energetické udalosti. Je pravda, že najväčšie erupcie môjho generujú dostatok energie na 100 miliárd atómových explózií, ale nenechajte sa vás týkať tejto obrovskej postavy. Na začiatku sa táto erupcia vyskytuje v nízkej koróne, hneď vedľa slnečného povrchu. Je to takmer 100 miliónov kilometrov (1AU). Krajina nie je nikde blízko výbuchu.
Keďže čiary solárneho magnetického poľa uvoľňujú obrovské množstvo energie, solárna plazma sa zrýchľuje a obmedzuje v magnetickom prostredí (slnečná plazma je prehriate častice, ako sú protóny, elektróny a niektoré svetelné prvky, ako sú jadrá hélia). Keď plazmové častice interagujú, môžu sa vytvárať röntgenové lúče, ak sú podmienky správne a bremsstrahlung je možné. (Bremsstrahlung sa vyskytuje, keď nabité častice interagujú, čo vedie k röntgenovej emisii.) Môže to viesť k röntgenovému žiareniu.
Problém s röntgenovým slnečným žiarením
Najväčší problém s röntgenovou erupciou je, že dostávame malé varovanie, keď sa to stane, keď sa röntgenové lúče pohybujú rýchlosťou svetla (jedna z rekordných slnečných erupcií z roku 2003 je zobrazená na obrázku vľavo). Röntgenové lúče zo svetlice triedy X dosiahnu Zem približne za osem minút. Keď röntgenové lúče zasiahli našu atmosféru, sú absorbované do vonkajšej vrstvy zvanej ionosféra. Ako môžete uhádnuť z názvu, jedná sa o vysoko nabité reaktívne prostredie plné iónov (atómové jadrá a voľné elektróny).
Počas silných slnečných udalostí, ako sú svetlice, sa rýchlosť ionizácie medzi röntgenovými lúčmi a atmosférickými plynmi zvyšuje vo vrstvách oblasti D a E ionosféry. V týchto vrstvách dochádza k náhlemu nárastu výroby elektrónov. Tieto elektróny môžu spôsobiť rušenie priechodu rádiových vĺn atmosférou, absorbovať rádiové signály s krátkymi vlnami (vo vysokofrekvenčnom rozsahu) a prípadne blokovať globálnu komunikáciu. Tieto udalosti sú známe ako „Náhle poruchy ionosféry“ (SID) a stávajú sa bežnými v obdobiach vysokej slnečnej aktivity. Je zaujímavé, že zvýšenie hustoty elektrónov počas SID zvyšuje šírenie rádia s veľmi nízkou frekvenciou (VLF), čo vedci používajú na meranie intenzity röntgenového žiarenia vychádzajúceho zo Slnka.
Coronal Mass Ejections?
Röntgenové emisie slnečnej erupcie sú iba časťou príbehu. Ak sú podmienky správne, v mieste vzplanutia sa môže vytvoriť ejekcia koronálnej hmoty (CME) (hoci každý fenomén sa môže vyskytnúť nezávisle). CME sú pomalšie ako šírenie röntgenových lúčov, ale ich globálne účinky tu na Zemi môžu byť problematickejšie. Nemusia cestovať rýchlosťou svetla, ale stále cestujú rýchlo; môžu cestovať rýchlosťou 2 milióny kilometrov za hodinu (3,2 milióna km / h), čo znamená, že sa k nám môžu dostať v priebehu niekoľkých hodín.
To je miesto, kde sa veľa úsilia venuje predpovedi vesmírneho počasia. Máme niekoľko kozmických lodí, ktoré sú medzi Zemou a Slnkom pri Lagrangiáne Zem-Slnko (L1) ukazujte senzormi na palube na meranie energie a intenzity slnečného vetra. Ak CME prejde ich umiestnením, energetické častice a medziplanetárne magnetické pole (MMF) sa môžu merať priamo. Jedna misia s názvom Advanced Composposition Explorer (ACE) sedí v L1 upozorňuje vedcov na prístup CME až do jednej hodiny. ACE sa spojí so Slnečným a helioférickým observatóriom (SOHO) a so Slnečným observatóriom pre pozemské vzťahy (STEREO), takže CME je možné sledovať z dolnej koróny do medziplanetárneho priestoru cez L1 smerujú k Zemi. Tieto slnečné misie aktívne spolupracujú a poskytujú vesmírnym agentúram vopred oznámenie o CME zameranom na Zem.
Čo keď CME dosiahne Zem? Na začiatok veľa závisí od magnetickej konfigurácie MMF (od Slnka) a geomagnetického poľa Zeme (magnetosféry). Všeobecne povedané, ak sú obe magnetické polia zarovnané s polaritami smerujúcimi tým istým smerom, je veľmi pravdepodobné, že CME bude odrazená magnetosférou. V tomto prípade sa CME posunie okolo Zeme a spôsobí určitý tlak a skreslenie na magnetosfére, ale inak prebehne bez problémov. Ak sú však čiary magnetického poľa v antiparalelnej konfigurácii (t. J. Magnetické polarity v opačných smeroch), môže dôjsť k magnetickému spojeniu na prednej hrane magnetosféry.
V tomto prípade sa zlúčia MMF a magnetosféra, čím sa spojí magnetické pole Zeme so Slnkom. Toto nastavuje scénu pre jednu z najúžasnejších udalostí v prírode: aurora.
Satelity v Perile
Keď sa magnetické pole CME spája so Zemou, do magnetosféry sa vstrekujú častice s vysokou energiou. Vďaka tlaku slnečného vetra sa slnečné čiary magnetického poľa preložia okolo Zeme a vymetú sa za našu planétu. Častice vstreknuté do „dňa“ sa vlejú do polárnych oblastí Zeme, kde interagujú s našou atmosférou a vytvárajú svetlo ako aurorae. Počas tejto doby sa pás Van Allen stane „veľmi nabitým“ a vytvorí oblasť okolo Zeme, ktorá by mohla spôsobiť problémy nechráneným astronautom a akýmkoľvek netieneným satelitom. Viac informácií o škodách, ktoré môžu byť spôsobené astronautom a kozmickým lodiam, nájdete v časti „Radiačná choroba, poškodenie buniek a zvýšené riziko rakoviny pri dlhodobých misiách na Mars“A„Nový problém s priestorovým žiarením na strane tranzistora.”
Akoby žiarenie z pásu Van Allen nestačilo, satelity by mohli podľahnúť hrozbe rozširujúcej sa atmosféry. Ako by ste očakávali, akoby Slnko zasiahlo Zem röntgenovými lúčmi a CME, nevyhnutne dôjde k vyhrievaniu a globálnemu rozšíreniu atmosféry, čo by prípadne mohlo zasahovať do satelitných orbitálnych nadmorských výšok. Ak nie je začiarknuté, účinok aerobrakingu na satelity môže spôsobiť spomalenie a pokles výšky. Aerobraking sa vo veľkej miere používa ako vesmírny let náradie spomaliť kozmickú loď, keď je vložená na obežnú dráhu okolo inej planéty, ale to bude mať nepriaznivý vplyv na satelity obiehajúce okolo Zeme, pretože akékoľvek spomalenie rýchlosti by mohlo spôsobiť jej opätovný vstup do atmosféry.
Cítime účinky na zemi príliš
Hoci satelity sú na prednej línii, ak dôjde k silnému nárastu energetických častíc vstupujúcich do atmosféry, môžeme tu na Zemi tiež cítiť nepriaznivé účinky. V dôsledku röntgenovej generácie elektrónov v ionosfére sa niektoré formy komunikácie môžu stať nepravidelnými (alebo sa môžu odstrániť všetky spolu), ale nie je to všetko, čo sa môže stať. Najmä v oblastiach s vysokou zemepisnou šírkou sa môže prostredníctvom prichádzajúcich častíc cez ionosféru vytvárať obrovský elektrický prúd, známy ako „elektrojet“. S elektrickým prúdom prichádza magnetické pole. V závislosti od intenzity slnečnej búrky sa môžu tu dole na zemi indukovať prúdy, čo môže preťažovať národné energetické siete. 13. marca 1989 prišlo v kanadskom Quebecskom regióne o moc šiestich miliónov ľudí, pretože obrovský nárast slnečnej aktivity spôsobil prudký nárast zemných prúdov. Quebec bol paralyzovaný deväť hodín, zatiaľ čo inžinieri pracovali na riešení problému.
Môže naše Slnko spôsobiť vražedné vzplanutie?
Krátka odpoveď na túto otázku je „nie“.
Dlhšia odpoveď je trochu viac zapojená. Aj keď slnečná erupcia zo Slnka, namierená priamo na nás, by mohla spôsobiť sekundárne problémy, ako je poškodenie satelitu a zranenie nechránených astronautov a výpadkov, samotná erupcia nie je dosť silná na zničenie Zeme, určite nie v roku 2012. Trúfam si povedať ďalekej budúcnosti, keď Slnko začne dochádzať palivo a napučať do červeného obra, môže to byť zlá éra pre život na Zemi, ale musíme počkať niekoľko miliárd rokov, kým sa to stane. Mohlo by existovať dokonca možné spustenie niekoľkých svetlíc triedy X a čistým smolstvom by sme mohli byť zasiahnutí sériou CME a röntgenovým zábleskom, ale žiadny z nich nebude schopný prekonať našu magnetosféru, ionosféru a hustú atmosféru pod nimi.
„Killer“ slnečné erupcie mať boli pozorované na iných hviezdach. V roku 2006 zaznamenalo observatórium NASA Swift najväčšiu hviezdnu erupciu, aká bola kedy pozorovaná, vzdialenú 135 svetelných rokov. Odhaduje sa, že uvoľnil energiu 50 miliónov bilión atómových bômb, II. Pegasiho svetlice vymaže väčšinu života na Zemi, ak naše Slnko vystrelí röntgenové lúče zo svetlice tejto energie na nás. Naše Slnko však nie je Pegasi. II Pegasi je násilná červená obrie hviezda s binárnym partnerom na veľmi blízkej obežnej dráhe. Verí sa, že gravitačná interakcia s binárnym partnerom a skutočnosť, že II. Pegasi je červený obr, je hlavnou príčinou tejto energetickej udalosti vzplanutia.
Doomsayers poukazujú na Slnko ako na možný zdroj vraždenia Zeme, faktom však zostáva, že naše Slnko je veľmi stabilná hviezda. Nemá binárneho partnera (ako II. Pegasi), má predvídateľný cyklus (približne 11 rokov) a nie je dokázané, že by naše Slnko v minulosti prispelo k akémukoľvek hromadnému vyhynutiu prostredníctvom obrovského svetelného vzplanutia. Boli pozorované veľmi veľké slnečné erupcie (napríklad svetelný lúč z bieleho svetla Carrington z roku 1859) ... ale stále sme tu.
V ďalšom zvrate sú solárni fyzici prekvapení nedostatok slnečnej aktivity na začiatku tohto 24. slnečného cyklu, čo vedie niektorých vedcov k špekuláciám, že by sme mohli byť na pokraji ďalšieho Maunderovho minima a „Malej doby ľadovej“. Toto je v ostrom protiklade s predpoveďou slnečného fyzika NASA z roku 2006, že tento cyklus bude „doozy“.
To ma vedie k záveru, že pri predpovedaní udalostí slnečného vzplanutia stále máme pred sebou dlhú cestu. Aj keď sa predpovede kozmického počasia zlepšujú, bude to ešte niekoľko rokov, kým nebudeme môcť presne prečítať Slnko, aby sme s istotou povedali, aký aktívny bude slnečný cyklus. Takže, bez ohľadu na proroctvo, predpovede alebo mýty, neexistuje žiadny fyzický spôsob, ako povedať, že Zem bude zasiahnutá akýkoľvek svetlice, nehovoriac o veľkom v roku 2012. Aj keď nás veľká svetlice zasiahla, nejde o vyhynutie. Áno, satelity sa môžu poškodiť a spôsobiť sekundárne problémy, ako je strata GPS (ktorá možno napríklad narušenie riadenia letovej prevádzky) alebo národných energetických sietí môžu byť zahltené aurorálnymi elektrickými projektami, ale nič viac ako to.
Ale vydrž, aby sme sa vyhli tomuto problému, teraz nám doomsayers povedia, že veľká slnečná erupcia vôľa zasiahli nás, keď sa zemské geomagnetické pole oslabuje a odvracia, takže nás nechránia pred spustošením CME ... Dôvody, prečo sa to nestane v roku 2012, si zaslúžia vlastný článok. Dajte si pozor na nasledujúci článok z roku 2012 “2012: Bez geomagnetického zvratu“.
Popredné obrazové kredity: MIT (simulácia supernovy), NASA / JPL (solárny aktívny región v EUV). Účinky a úpravy: ja.
