REKLÁM

Űridőjárás, napszél-zavarok és rádiókitörések

A napszél, a Nap külső légköri rétegének koronájából kiáramló elektromosan töltött részecskék áramlása veszélyt jelent az életformákra és az elektromos technológián alapuló modern emberi társadalomra. A Föld mágneses tere védelmet nyújt a bejövő napszél ellen azáltal, hogy eltereli azokat. A drasztikus napesemények, mint például az elektromosan töltött plazma tömeges kilökődése a Nap koronájából, zavarokat okoz a napszélben. Ezért elengedhetetlen a napszél (úgynevezett űridőjárás) körülményei közötti zavarok tanulmányozása. A Coronal Mass Ejection (CME-k), más néven „napviharok” vagy „űrviharok” a szoláris rádiókitörésekhez kapcsolódnak. A rádiós obszervatóriumokban előforduló szoláris rádiókitörések tanulmányozása képet adhat 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 rádiós napenergia többsége A kitöréseket Coronal Mass Ejection (CME) és a napszélviszonyok zavarai kísérték. 

Ahogy a Föld időjárását a szél zavarai befolyásolják, úgy az űridőjárást is 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 számítástechnikai rendszerek, elektromos hálózatok, olaj- és gázvezetékek, távközlés, rádiókommunikáció, beleértve a mobiltelefon-hálózatokat, GPS, űrmissziók és -programok, műholdas kommunikáció, internet stb. – mindezeket megzavarhatják és leállíthatják a forgalom zavarai. napszél1. 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 tájékozódás, valamint az energetikai részecskeszintek (azaz az űridőjárás) hatással lesznek az életformákra és a modern emberi társadalomra.  

Az „időjárás előrejelzéséhez” hasonlóan az „űridőjárás” is megjósolható? Mi határozza meg a napszelet és annak feltételeit a Föld közelében? Tudható-e előre bármilyen komoly változás az űridőjárásban, hogy meg lehessen tenni a megelőző intézkedéseket 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. a nagy sebesség és a bolygóközi térbe való terjeszkedés még nem teljesen ismert, 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). A Coronal Mass Ejections (CME-k) néven a plazma koronából történő tömeges kilökődése nagy zavarokat okoz a napszél hőmérsékletében, sebességében, sűrűségében és a bolygóközi mágneses térben. 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. Ezért az űr-időjárási tanulmányok magukban foglalják a plazma koronából történő tömeges kilökődésének időzítését és intenzitását a kapcsolódó napkitörésekkel összefüggésben, amely 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.  

Understanding the timing of type IV long duration bursts and the CMEs in an incremental manner will help in the design and timing of the ongoing and future space programs accordingly, so as to lessen the impact of these on such missions and ultimately on the life forms and the civilization on Earth. 

***

Referenciák:    

  1. Fehér SM., nd. A szoláris rádió kitörései és az űridőjárás. Marylandi Egyetem. Elérhető online a címen https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Hozzáférés dátuma: 29. Jamaury 2021. 
  1. Aschwanden MJ et al 2007. The Coronal Heating Paradox. The Astrophysical Journal, 659. kötet, 2. szám. DOI: https://doi.org/10.1086/513070  
  1. 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  
  1. 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   
  1. 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.  
  1. 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  

***

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Tudományos újságíró | A Scientific European folyóirat alapító szerkesztője

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

Haladás a napenergia energiatermelésre való hasznosításában

A tanulmány egy új, csupa perovszkit tandem napelemet ír le, amely...

LISA küldetés: Az űralapú gravitációs hullám detektor az ESA-k előnyére szolgál 

A Laser Interferometer Space Antenna (LISA) küldetés megkapta...

Egy köd, amely úgy néz ki, mint egy szörny

A köd csillagközi porfelhőből álló, csillagképző, hatalmas terület...
- Reklám -
94,519VentilátorokMint
47,682KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás