Hur farliga är solstormar? Forskare tror att Carrington Event var en av de mest kraftfulla som någonsin träffat jorden. Men en ny studie säger att vi kan förvänta oss fler stormar lika lika starka och oftare.
Carrington Event var en massiv utstötning av koronal massa (CME) som slog jorden den 1 och 2 september 1859. CME: s som kraftfulla smällde in i jordens magnetosfär, varvade den och orsakade låglängd auroror. Solstormen 1859 fick, som det också är känt, telegrafer runt om i världen att misslyckas. Det är en välkänd, väl studerad och väl dokumenterad händelse.
Men det mesta av vad vi vet om stormen kommer från observationer och rapporter från västra halvklotet. I en ny studie som publicerades i American Geophysical Unions tidskrift Space Weather, sade forskare att samla rapporter och observationer från hela världen för att försöka måla en mer fullständig bild av stormen.
Studiens huvudförfattare är Hisashi Hayakawa, en astrofysiker vid Osaka University i Osaka, Japan och Rutherford Appleton Laboratory i Storbritannien. I ett pressmeddelande sade Hayakawa: ”Carrington-evenemanget ansågs vara det värsta scenariot för rymdväderhändelser mot den moderna civilisationen ... men om det kommer flera gånger per sekel måste vi ompröva hur vi förbereder oss mot och mildrar det typ av rymdväderrisk. ”
Under en utstötning av koronal massa släpps ut en massiv plasthus från solens yttre atmosfär, eller korona. De föregås ofta av solfällningar och är associerade med grupper av solfläckar i aktiva regioner på solens yta. Vanligtvis fångas plasma av solens magnetism, men när magnetfältlinjerna bryts kan plasma fly.
Vår moderna värld är mycket mer sårbar för dessa stormar än världen 1859 var. Magnetiska stormar av den storleken orsakar förödelse med våra satelliter, elnät, kommunikation och allt annat som förlitar sig på elektromagnetiska vågor. Hayakawa och hans team ville veta om vi verkligen förstår hur ofta och kraftfull dessa stormar är.
Forskargruppen organiserade ett internationellt samarbete för att samla in mer information om stormen 1859. De ansåg att eftersom de flesta av uppgifterna och observationerna kommer från den västra halvklotet, kan det finnas ett gap i vår förståelse av stormen. De samlade historiska observationer och data om aurororna som stormen orsakade från östra halvklotet och den iberiska halvön.
Teamet samlade också rapporter från tidningar i Portugal, Spanien, Australien, Nya Zeeland, Mexiko och Brasilien. De fick också observationer av stormens auroror från Ryska centralobservatoriet och från japanska dagböcker. Från väst hade de data från fler tidningar, vetenskapliga tidskrifter och till och med skeppsloggar. De jämförde sedan de två rapporterna.
Opublicerade ritningar gjorda av europeiska astronomer under stormen var en annan källa. Dessa ritningar gjorde det möjligt för forskarna att hitta var stormen härstammade på solens yta och spåra solfläcken när den växte och krympt.
Vad hittade de?
Deras papper visar att Carrington Event inte är så unikt som vi trodde.
Författarna tror att solfläckarna som gett solstormen 1859 den 1 och 2 september lanserade flera andra skurar. Dessa utbrott inträffade från början av augusti till början av oktober, och en solstorm hände i slutet av augusti. Den sena augusti stormen, enligt forskarna, hände omkring 27 augusti 1859. Den skickade ut separata CMEs tillräckligt starka för att påverka jordens magnetfält. De tror också att den 27 augusti stormen hjälpte till att Carrington Event nå den intensitet som det gjorde.
Efter att ha rekonstruerat all denna aktivitet jämförde författarna Carrington Event med andra stormar 1872, 1909, 1921 och 1989. De fann att två av dem - 1872 och 1921 - var jämförbara med denna händelse. Men stormen 1989 orsakade massiva strömavbrott i Quebec, Kanada. Forskarna drog, logiskt, att Carrington Event inte var den unika, kraftfulla stormen som vi tror att den var.
Enligt Hayakawa är implikationen tydlig. "Även om stormen 1859 verkligen var en av de mest extrema händelserna verkar det i bästa fall vara jämförbart med stormen 1872 och stormen 1921 när det gäller dess intensitet," sade han. ”Så är Carrington-evenemanget inte längre något unikt. Detta faktum kan kräva att vi omprövar förekomsten av denna typ av "värsta fall" av rymdväderhändelser. ”
Vi blir allt mer sårbara för dessa koronala massutkast. Vi vet mycket mer om deras källa och frekvens och deras effekter än vad vi gjorde 1859. Men är vi mer förberedda?
För närvarande ligger det mesta av förberedelserna för solstormar i exakt prognos. Att veta när man kommer kan alla från International Space Station-astronauterna till kraftöverföringsverken svara.
Det finns en mängd olika sätt att skydda saker som transmissionslinjer från intensiva solstormar. Kondensatorbanker, Faraday-burar och speciella dämpningsanordningar kan alla hjälpa. Men ingen av dem är en perfekt lösning, och en studie från 2017 föreslog att det kan kosta upp till 30 miljarder dollar bara för att skydda elnätet i USA.
Vissa forskare har flyttat idén om en massiv magnetisk sköld mellan jorden och solen. Sittande vid Earth-Sun LaGrange Point 1 skulle skölden erbjuda samma typ av skydd som jordens magnetfält redan gör, men mer av det. Men det är bara en idé nu.
Under tiden är det bästa sättet att veta när en storm kommer och att stänga av kraftsystemet i hopp om att minimera skadan. Framtida uppdrag som ESA: s LaGrange-uppdrag kan hjälpa till med det. Vad beträffar satelliter och kommunikationssystem är skyddet ett pågående arbete, och ingen verkar ha något svar än.
Mer:
- Forskningsdokument: Temporal and Spatial Evolutions of a Large Sunspot Group and Great Auroral Storms kring Carrington Event 1859
- Pressmeddelande: Extrema solstormar kan vara vanligare än tidigare trott
- Rapport: Skydda Amerikas elnät mot solgeomagnetiska störningar
- Space Magazine: New Study föreslår en jätte, rymdbaserad solskyddssköld för jorden
