Űridőjárás, napszél-zavarok és rádiókitörések

Nap a szél, a Nap külső légköri rétegének koronájából kiáramló elektromosan töltött részecskék áramlása veszélyt jelent az életformán és az elektromos technológián alapuló modern emberi társadalomra. A Föld mágneses tere védelmet nyújt az érkezők ellen nap eltereli őket. Drasztikus nap Az olyan események, mint az elektromosan töltött plazma tömeges kilökődése a Nap koronájából, zavarokat okoznak a nap szél. Ezért tanulmányozza a zavarok körülményeit nap szél (úgy hívják Hely időjárás) elengedhetetlen. Coronal Mass Ejection (CME-k), más néven "nap viharok" vagy "hely viharok' kapcsolódik a nap rádió felrobban. Tanulmány a nap a rádió obszervatóriumok rádiókitörései képet adhatnak a CME-kről és a napszélviszonyokról. Az első statisztikai tanulmány (a közelmúltban közzétett), amely 446 rögzített IV-es típusú rádiókitörést vizsgált, amelyeket az utolsó napciklusban figyeltek meg 24 (minden ciklus a Nap mágneses terének 11 évenkénti változására utal), azt találta, hogy a hosszú távú IV-es típusú rádiók többsége Nap A kitöréseket Coronal Mass Ejection (CME) és a napszélviszonyok zavarai kísérték. 

Ahogy a Föld időjárását befolyásolják a szél zavarai, hely időjárást” befolyásolják a „napszél” zavarai. De a hasonlóság itt véget is ér. Ellentétben a földi széllel, amely légköri gázokból, például nitrogénből, oxigénből stb. álló levegőből áll, a napszél túlhevített plazmából áll, amely elektromosan töltött részecskéket, például elektronokat, protonokat, alfa-részecskéket (hélium-ionokat) és nehézionokat tartalmaz, amelyek folyamatosan áramlanak ki a légkörből. a nap légköre minden irányban, beleértve a Föld irányát is.   

A Nap a földi élet végső energiaforrása, ezért sok kultúrában életadóként tisztelik. De van egy másik oldal is. A napszél, a szoláris légkörből származó, elektromosan töltött részecskék (pl. plazma) folyamatos áramlása veszélyt jelent a földi életre. Köszönhetően a Föld mágneses mezőjének, amely az ionizáló napszelet nagy részét eltereli (a Földről), valamint a Föld légkörének, amelyek elnyelik a fennmaradó sugárzás nagy részét, így védelmet nyújtanak az ionizáló sugárzással szemben. De ennél többről van szó – amellett, hogy a biológiai életformákat fenyegeti, a napszél az elektromosság és a technológia által vezérelt modern társadalmat is fenyegeti. Elektronikus és számítógépes rendszerek, elektromos hálózatok, olaj- és gázvezetékek, távközlés, rádiókommunikáció, beleértve a mobiltelefon-hálózatokat, GPS, hely küldetések és programok, műholdas kommunikáció, internet stb. – mindezt potenciálisan megzavarhatják és leállíthatják a napszél zavarai¹. Az űrhajósok és az űrhajók különösen veszélyeztetettek. Erre több példa is volt a múltban, például 1989 márciusában Quebec BlackoutKanadában a hatalmas napkitörés miatt súlyosan megsérült az elektromos hálózat. Néhány műhold is megsérült. Ezért feltétlenül figyelni kell a napszél körülményeit a Föld közelében – milyen jellemzői vannak, mint a sebesség és a sűrűség, mágneses mező erő és orientáció, valamint energetikai részecskeszintek (pl. hely időjárás) hatással lesz az életformákra és a modern emberi társadalomra.  

Mint az „időjárás-jóslat”,hely időjárást is jósolnak? Mi határozza meg a napszelet és annak feltételeit a Föld közelében? Lehetne komoly változás hely előre tudni kell az időjárást, hogy megelőző intézkedéseket tegyenek a Földet érő káros hatások minimalizálása érdekében? És egyáltalán miért alakul ki a napszél?   

A Nap forró elektromosan töltött gázgömb, ezért nincs határozott felülete. A fotoszféra réteget a nap felszínének tekintjük, mert ezt tudjuk megfigyelni fénnyel. A fotoszféra alatti rétegek befelé a mag felé átlátszatlanok számunkra. A szoláris légkör a nap fotoszféra felszíne feletti rétegekből áll. Ez a Napot körülvevő átlátszó gáz halogén. A teljes napfogyatkozás során jobban látható a Földről, a nap légkörének négy rétege van: kromoszféra, napátmeneti régió, korona és helioszféra.  

A napszél a koronában, a szoláris légkör második (kívülről) rétegében képződik. A korona egy nagyon forró plazmaréteg. Míg a Nap felszínének hőmérséklete körülbelül 6000 K, addig a korona átlaghőmérséklete körülbelül 1-2 millió K. A „Koronális fűtési paradoxonnak” nevezik a korona felmelegedésének és a napszél gyorsulásának mechanizmusát és folyamatait. nagy sebesség és terjeszkedés bolygóközi hely még nem érthető jól, ² bár egy közelmúltban a kutatók ezt az axionból (a feltételezett sötét anyag elemi részecske) származó fotonok segítségével próbálták megoldani. ³.  

Időnként hatalmas mennyiségű forró plazma lökődik ki a koronából a nap légkörének legkülső rétegébe (hélioszférába). Coronal Mass Ejectionnek (CME-nek) nevezik, a plazma koronából történő tömeges kilökődése nagy zavarokat okoz a napszél hőmérsékletében, sebességében, sűrűségében és bolygóközi mágneses mező. Ezek erős mágneses viharokat hoznak létre a Föld geomágneses mezőjében ⁴. A plazma koronából való kitörése az elektronok gyorsulásával jár, a töltött részecskék gyorsulásával pedig rádióhullámok keletkeznek. Ennek eredményeként a Coronal Mass Ejections (CME-k) a Napból érkező rádiójelek kitöréseivel is összefüggésbe hozható. ⁵. Ebből adódóan, hely Az időjárási tanulmányok a plazma koronából történő tömeges kilökődésének időzítésének és intenzitásának tanulmányozását foglalnák magukban a kapcsolódó napkitörésekkel összefüggésben, ami egy IV-es típusú rádiókitörés, amely hosszú ideig (több mint 10 percig) tart.    

A múltban tanulmányozták a rádiókitörések előfordulását a korábbi napciklusokban (a Nap mágneses mezejének periódusos ciklusa 11 évente) a Coronal Mass Ejections (CME-k) kapcsán.  

Egy közelmúltban végzett hosszú távú statisztikai tanulmány Anshu Kumari et al. nak,-nek Helsinki Egyetem a 24. napciklusban megfigyelt rádiókitöréseken további megvilágításba helyezi a hosszú távú, szélesebb frekvenciájú rádiókitörések (úgynevezett IV típusú burst) és a CME-k közötti kapcsolatot. A csapat azt találta, hogy a IV-es típusú robbanások körülbelül 81%-át coronalis tömeg kilökődés (CME) követte. A IV-es típusú kitörések körülbelül 19%-át nem kísérték CME-k. Ezenkívül a CME-k mindössze 2.2%-át kísérik IV-es típusú rádiólökések ⁶.  

A IV típusú hosszú időtartamú sorozatok és a CME-k időzítésének növekményes megértése segít a folyamatban lévő és a jövőbeli események tervezésében és időzítésében. hely ennek megfelelő programokat, hogy csökkentsük ezek hatását az ilyen küldetésekre, és végső soron a Föld életformáira és civilizációjára. 

***

Referenciák:    

1. Fehér SM., nd. Solar Radio Bursts és Hely Időjárás. Marylandi Egyetem. Elérhető online a címen https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Hozzáférés dátuma: 29. Jamaury 2021. 

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

3. Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Koronális fűtési probléma megoldása axion eredetű fotonok segítségével. Physics of the Dark Universe, 31. kötet, 2021. január, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746  

4. Verma PL., et al 2014. Coronal Mass Ejections and Disturbances in Solar Wind Plasma Parameters in Relation with Geomagnetic Storms. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060   

5. Gopalswamy N., 2011. Koronális tömeg kilökődés és szoláris rádiósugárzás. CDAW adatközpont NASA. Elérhető online a címen https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Hozzáférés dátuma: 29. január 2021.  

6. Kumari A., Morosan DE. és Kilpua EKJ., 2021. A IV. típusú szoláris rádiókitörések előfordulásáról a 24. napciklusban és összefüggésükről a koronális tömegkilövelléssel. Megjelent: 11. január 2021. The Astrophysical Journal, 906. kötet, 2. szám. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878  

***