Kokios yra saulės audros pavojingos? Mokslininkai mano, kad Carrington įvykis buvo vienas galingiausių kada nors įvykusių Žemėje. Jie taip pat mano, kad tokios galingos audros nutinka tik kas porą šimtmečių. Tačiau naujame tyrime teigiama, kad galime tikėtis daugiau audrų, tokių pat stiprių ir dažniau.
The Carrington renginys buvo didžiulis vainikinės masės išmetimas (CME), kuris smogė Žemei 1859 m. rugsėjo 1 ir 2 d. CME, kurie galingi atsitrenkia į Žemės magnetosferą, ją iškreipdami ir sukeldami žemų platumų auroras. 1859 m. Saulės audra, kaip ji taip pat žinoma, taip pat privertė sugesti telegrafus visame pasaulyje. Tai gerai žinomas, gerai ištirtas ir gerai dokumentuotas įvykis.
Tačiau didžioji dalis to, ką mes žinome apie tą audrą, gaunama iš stebėjimų ir pranešimų iš Vakarų pusrutulio. Naujame tyrime, paskelbtame Amerikos geofizikos sąjungos žurnale Kosmoso orai , mokslininkai nusprendė rinkti ataskaitas ir stebėjimus iš viso pasaulio, kad pabandytų susidaryti išsamesnį audros vaizdą.
Saulė su didžiuliu vainikinės masės išmetimu. Paprastai Saulės magnetinio lauko linijose yra plazma, tačiau kartais linijos nutrūksta ir plazma išstumiama. Vaizdo kreditas: NASA
Pagrindinis tyrimo autorius yra Hisashi Hayakawa, Osakos universiteto Osakos (Japonija) ir Rutherfordo Appletono laboratorijos Jungtinėje Karalystėje astrofizikas. A pranešimas spaudai , Hayakawa sakė: „Karingtono įvykis buvo laikomas blogiausiu scenarijumi kosminių orų reiškiniams prieš šiuolaikinę civilizaciją... bet jei tai įvyksta kelis kartus per šimtmetį, turime persvarstyti, kaip pasiruošti tokiam kosminiam orui ir jį sušvelninti. pavojų“.
Koroninės masės išmetimo metu iš išorinės Saulės atmosferos arba vainiko išskiriamas didžiulis plazmos dėmė. Prieš juos dažnai būna saulės blyksniai ir jie yra susiję su saulės dėmių grupėmis aktyviuose Saulės paviršiaus regionuose. Paprastai plazmą sulaiko Saulės magnetizmas, tačiau nutrūkus magnetinio lauko linijoms, plazma gali ištrūkti.
Mūsų šiuolaikinis pasaulis yra daug labiau pažeidžiamas šių audrų nei 1859 m. Tokio masto magnetinės audros sugriauna mūsų palydovus, elektros tinklus, ryšius ir viską, kas priklauso nuo elektromagnetinių bangų. Hayakawa ir jo komanda norėjo sužinoti, ar tikrai suprantame, kokios dažnos ir galingos yra šios audros.
Mokslininkų komanda organizavo tarptautinį bendradarbiavimą, siekdama surinkti daugiau duomenų apie 1859 m. audrą. Jie manė, kad kadangi dauguma duomenų ir stebėjimų buvo iš Vakarų pusrutulio, mūsų supratimu apie audrą gali būti spragų. Jie surinko istorinius stebėjimus ir duomenis apie audros sukeltas pašvaistes iš Rytų pusrutulio ir Iberijos pusiasalio.
Komanda taip pat rinko ataskaitas iš laikraščių Portugalijoje, Ispanijoje, Australijoje, Naujojoje Zelandijoje, Meksikoje ir Brazilijoje. Jie taip pat gavo audros pašvaistės stebėjimus iš Rusijos centrinės observatorijos ir iš Japonijos dienoraščių. Iš vakarų jie turėjo duomenų iš daugiau laikraščių, mokslinių žurnalų ir net laivų žurnalų. Tada jie palygino dvi ataskaitas.
Kitas šaltinis buvo neskelbti piešiniai, kuriuos Europos astronomai padarė per audrą. Šie piešiniai leido mokslininkams išsiaiškinti, kur Saulės paviršiuje kilo audra, ir sekti saulės dėmę, kai ji auga ir mažėjo.
Šiuos piešinius padarė Richardas Carringtonas, anglų astronomas mėgėjas, kurio vardu pavadintas Carrington renginys. Jo stebėjimai padėjo parodyti saulės žybsnių egzistavimą. Viršutiniame piešinyje yra visas saulės diskas, o apačioje - saulės dėmė, sukėlusi stipriausius baltos šviesos blyksnius. Šie brėžiniai yra atvirkštiniai nuo originalų. Vaizdo kreditas: Karališkoji astronomijos draugija.
Ką jie rado?
Jų dokumentas rodo, kad Carrington renginys nėra toks unikalus, kaip manėme.
Autoriai mano, kad saulės dėmės, kurios sukėlė 1859 m. saulės audrą rugsėjo 1 ir 2 dienomis, paleido daugybę kitų sprogimų. Tie protrūkiai įvyko nuo rugpjūčio pradžios iki spalio pradžios, o saulės audra įvyko rugpjūčio pabaigoje. Anot tyrėjų, rugpjūčio pabaigos audra įvyko maždaug 1859 m. rugpjūčio 27 d. Ji išsiuntė atskirus CME, pakankamai stiprius, kad paveiktų Žemės magnetinį lauką. Jie taip pat mano, kad rugpjūčio 27-osios audra padėjo Carrington renginiui pasiekti tokį intensyvumą, koks buvo.
Rekonstravę visą tą veiklą, autoriai palygino Keringtono įvykį su kitomis 1872, 1909, 1921 ir 1989 m. audromis. Jie nustatė, kad dvi iš jų – 1872 ir 1921 m. – buvo panašios į šį įvykį. Tačiau 1989 m. audra Kvebeke, Kanadoje, sukėlė didžiulius elektros energijos tiekimo sutrikimus. Tyrėjai padarė logišką išvadą, kad Carrington įvykis nebuvo ta unikali, galinga audra, kokia, mūsų manymu, buvo.
Anot Hayakawa, pasekmė yra aiški. „Nors 1859 m. audra tikrai buvo vienas ekstremaliausių įvykių, pagal savo intensyvumą tai geriausiu atveju galima palyginti su 1872 m. ir 1921 m. audra“, – sakė jis. „Taigi, Carrington renginys nebėra kažkas unikalaus. Dėl šio fakto gali prireikti persvarstyti tokio „blogiausio scenarijaus“ kosminių orų įvykių dažnį.
Esame vis labiau pažeidžiami šių vainikinių masių išmetimo. Mes žinome daug daugiau apie jų šaltinį, dažnį ir poveikį, nei žinojome 1859 m. Tačiau ar esame labiau pasirengę?
Kol kas didžioji dalis pasirengimo saulės audroms yra tiksliai prognozuojant. Žinodami, kada atvykstate, gali reaguoti visi, pradedant Tarptautinės kosminės stoties astronautais ir baigiant energijos perdavimo įmonėmis.
Yra įvairių būdų, kaip apsaugoti tokius dalykus kaip perdavimo linijos nuo intensyvių saulės audrų. Kondensatorių baterijos, Faradėjaus narvai ir specialūs slopinimo įtaisai galėtų padėti. Tačiau nė vienas iš jų nėra tobulas sprendimas, o vienas 2017 metų tyrimas pasiūlė, kad JAV elektros tinklo apsauga galėtų kainuoti iki 30 milijardų dolerių.
ESA svarsto LaGrange misiją, kuri leistų mums iš anksto pranešti apie pavojingus CME. Vaizdo kreditas: ESA/A. Baker, CC BY-SA 3.0 IGO
Kai kurie mokslininkai iškėlė idėją a masyvus magnetinis skydas tarp Žemės ir Saulės. Sėdėdamas Žemės ir Saulės LaGrange taške 1, skydas pasiūlytų tokią pat apsaugą, kokią jau daro Žemės magnetinis laukas, bet daugiau. Bet šiuo metu tai tik idėja.
Tuo tarpu geriausia žinoti, kada ateina audra, ir išjungti elektros sistemą, tikintis sumažinti žalą. Ateities misijos, tokios kaip ESA LaGrange misija gali padėti su tuo. Kalbant apie palydovus ir ryšio sistemas, jų apsauga yra nuolatinis darbas, ir niekas, atrodo, kol kas neturi atsakymo.
Daugiau:
- Mokslinis darbas: Didelės Saulės dėmių grupės ir Didžiosios Auroralinės audros evoliucijos laike ir erdvėje aplink Carrington įvykį 1859 m.
- Pranešimas spaudai: Ekstremalios saulės audros gali būti dažnesnės, nei manyta anksčiau
- Pranešimas: Amerikos elektros tinklo apsauga nuo saulės geomagnetinių trikdžių
- Visata šiandien: Naujas tyrimas siūlo milžinišką, kosmosu paremtą Saulės žybsnių skydą Žemei
