Vi skulle kunna vara med på en enorm fyrverkeridisplay 2012. Vissa förutsägelser sätter solcykelmaksimumet för solcykel 24 ännu mer energiskt än det sista solmaksimumet 2002-2003 (kommer du ihåg alla de rekordbrytande X-klassens fack?). Solfysiker blir redan upphetsade över nästa cykel och nya förutsägelsemetoder utnyttjas bra. Men borde vi vara oroliga?
Relaterade artiklar från 2012:
- 2012: No Geomagnetic Reversal (publicerad 3 oktober 2008)
- 2012: No Killer Solar Flare (publicerad 21 juni 2008)
- 2012: Planet X är inte Nibiru (publicerad 19 juni 2008)
- 2012: No Planet X (publicerad 25 maj 2008)
- Ingen dommedag 2012 (publicerad 19 maj 2008)
Enligt ett av de många dödsdagsscenarier som vi har presenterats i anledningen till Maya Prophecy-drivs ”slutet av världen” under 2012, är detta scenario faktiskt baserat på viss vetenskap. Vad mer är, det kan finnas en viss korrelation mellan den 11-åriga solcykeln och tidscyklerna som ses i Mayakalendern, kanske denna forntida civilisation förstod hur solens magnetism genomgår polaritetsförändringar varje decennium? Dessutom säger religiösa texter (som Bibeln) att vi är skyldiga till en dom av dagen, som involverar mycket eld och svavel. Så det ser ut som om vi kommer att bli rostade vid liv av vår närmaste stjärna den 21 december 2012!
Innan vi hoppar till slutsatser, ta ett steg tillbaka och tänka igenom detta. Liksom de flesta av de olika sätten i världen kommer att avslutas 2012, är möjligheten att solen spränger ut en enorm, jordskadlig solfällning mycket attraktiv för dömarna där ute. Men låt oss titta på vad som verkligen händer under en jordregisserad solfällningshändelse, jorden är faktiskt mycket väl skyddad. Även om vissa satelliter kanske inte är ...
Jorden har utvecklats i en mycket radioaktiv miljö. Solen avfyrar ständigt högenergipartiklar från sin magnetiskt dominerade yta som solvinden. Under maximalt sol (när solen är som mest aktiv) kan jorden vara otur nog att stirra ner i en explosion med tunnan med energin på 100 miljarder Hiroshima-storlek atombomber. Denna explosion är känd som en solsignalljus och effekterna av detta kan orsaka problem här på jorden.
Innan vi tittar på jordbiverkningarna, låt oss titta på solen och förstå kort varför den blir så arg var elva år eller så.
Solcykeln
Först och främst har solen en naturlig cykel med en period på cirka 11 år. Under livslängden för varje cykel dras solens magnetfältlinjer runt solkroppen genom differentiell rotation vid solekvatorn. Detta betyder att ekvatorn snurrar snabbare än magnetpolerna. När detta fortsätter drar solplasma magnetfältlinjerna runt solen, vilket orsakar spänning och en uppbyggnad av energi (en bild av detta visas). När magnetisk energi ökar, knäcks i magnetisk flödesform och tvingar dem till ytan. Dessa knäckar är kända som koronala slingor som blir mer många under perioder med hög solaktivitet.
Det är här som solfläckarna kommer in. När koronala öglor fortsätter att dyka upp över ytan, visas också solfläckar, ofta belägna vid fotspåren. Koronala slingor har effekten att skjuta de varmare ytlagren på solen (fotosfären och kromosfären) åt sidan och utsätta den svalare konvektionszonen (orsakerna till att solytan och atmosfären är varmare än solens inre är nere till fenomenet koronalvärme) . När magnetisk energi byggs upp kan vi förvänta oss att mer och mer magnetiskt flöde tvingas ihop. Detta är när ett fenomen som kallas magnetisk återanslutning inträffar.
Återanslutning är utlösaren för solstolar i olika storlekar. Som tidigare rapporterats är solstolar från "nanoflares" till "X-class flares" mycket energiska händelser. Visst, de största fackarna min genererar tillräckligt med energi för 100 miljarder atomexplosioner, men låt inte denna enorma siffra beröra dig. Till en början inträffar denna flare i den låga koronaen, precis nära solytan. Det är nästan 100 miljoner miles bort (1AU). Jorden är ingenstans nära explosionen.
Då solmagnetiska fältlinjerna släpper en enorm mängd energi, accelereras och begränsas solplasma inom den magnetiska miljön (solplasma är överhettade partiklar som protoner, elektroner och vissa ljuselement som heliumkärnor). När plasmapartiklarna interagerar kan röntgenstrålar genereras om förhållandena är rätt och bromsstrålning är möjligt. (Bremsstrahlung uppstår när laddade partiklar interagerar, vilket resulterar i röntgenstrålning.) Detta kan skapa en röntgenstrålning.
Problemet med röntgenstrålar
Det största problemet med en röntgenstrålning är att vi får lite varning när det kommer att hända när röntgenstrålarna rör sig med ljusets hastighet (en av de rekordbrytande solfackarna från 2003 är bilden till vänster). Röntgenstrålar från en X-klass blossa når jorden på cirka åtta minuter. När röntgenstrålarna träffar vår atmosfär absorberas de i det yttersta skiktet som kallas jonosfären. Som du kan gissa från namnet är detta en mycket laddad, reaktiv miljö, full av joner (atomkärnor och fria elektroner).
Under kraftfulla solhändelser såsom flares ökar joniseringsgraden mellan röntgenstrålar och atmosfäriska gaser i jonosfärens D- och E-regionskikt. Det finns en plötslig ökning av elektronproduktionen i dessa lager. Dessa elektroner kan orsaka störningar i passage av radiovågor genom atmosfären och absorbera kortvågsradiosignaler (i högfrekvensområdet), vilket eventuellt blockerar global kommunikation. Dessa händelser är kända som "Sudden Ionospheric Disturbances" (eller SID) och de blir vanliga under perioder med hög solaktivitet. Intressant nog ökar ökningen i elektrondensitet under en SID utbredningen av radio med mycket låg frekvens (VLF), ett fenomen forskare använder för att mäta intensiteten av röntgenstrålar som kommer från solen.
Coronal Mass Ejections?
Röntgenstråleutsläpp är bara en del av historien. Om förhållandena är rätt, kan en koronal massutkastning (CME) produceras på platsen för flänsen (även om båda fenomenen kan uppstå oberoende). CME är långsammare än utbredningen av röntgenstrålar, men deras globala effekter här på jorden kan vara mer problematiska. De kanske inte reser med ljusets hastighet, men de reser fortfarande snabbt; de kan resa med en hastighet av 2 miljoner miles per timme (3,2 miljoner km / h), vilket betyder att de kan nå oss inom några timmar.
Det är här som mycket ansträngning görs i rymdväderprognos. Vi har en handfull rymdskepp som sitter mellan jorden och solen vid jord-solens Lagrangian (L1) peka med sensorer ombord för att mäta solenergins energi och intensitet. Om en CME passerar genom sin plats kan energiska partiklar och det interplanetära magnetfältet (IMF) mätas direkt. Ett uppdrag som heter Advanced Composition Explorer (ACE) sitter i L1 pekar och ger forskare upp till en timmes varsel om en CME-strategi. ACE samarbetar med Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) och Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO), så CME: er kan spåras från den nedre koronaen till interplanetära rymden, genom L1 peka mot jorden. Dessa soluppdrag arbetar aktivt för att ge rymdbyråerna avancerat meddelande om en jordstyrd CME.
Så vad händer om en CME når jorden? Till att börja med beror mycket på IMF: s magnetiska konfiguration (från solen) och jordens geomagnetiska fält (magnetosfären). Generellt sett, om båda magnetfält är inriktade med polariteter som pekar i samma riktning, är det mycket troligt att CME kommer att avvisas av magnetosfären. I det här fallet kommer CME att glida förbi jorden, vilket orsakar viss tryck och förvrängning på magnetosfären, men annars passerar utan problem. Om magnetfältlinjerna emellertid är i en anti-parallell konfiguration (dvs. magnetiska polariteter i motsatta riktningar), kan magnetisk återanslutning ske vid magnetosfärens framkant.
I detta fall kommer IMF och magnetosfären att smälta samman och förbinda jordens magnetfält med solens. Detta sätter scenen för en av de mest ängsliga inspirerande händelserna i naturen: Aurora.
Satelliter i fara
När magnetfältet CME ansluter till jordens, injiceras partiklar med hög energi i magnetosfären. På grund av solvindtrycket kommer solens magnetfältlinjer att fällas runt jorden och svepa bakom vår planet. Partiklarna som injiceras i "dagssidan" kommer att trattas in i de polära områdena på jorden där de interagerar med vår atmosfär och genererar ljus som auroraer. Under denna tid kommer Van Allen-bältet också att bli "superladdat", vilket skapar en region runt jorden som kan orsaka problem för oskyddade astronauter och eventuella oskyddade satelliter. För mer information om skador som kan orsaka astronauter och rymdskepp, kolla in "Strålningssjuka, cellskador och ökad cancerrisk vid långvariga uppdrag till Mars”Och“Nytt transistor skulle kunna rymdstrålningsproblem i sidsteg.”
Som om strålningen från Van Allen-bältet inte räckte skulle satelliter kunna ge efter för hotet om en expanderande atmosfär. Som du kan förvänta dig, som om solen träffar jorden med röntgenstrålar och CME, kommer det att bli oundviklig uppvärmning och global expansion av atmosfären, eventuellt intrång i satellitbana höjder. Om den inte avmarkeras kan en aerobraking-effekt på satelliter få dem att sakta och sjunka i höjd. Aerobraking har använts i stor utsträckning som rymdflygning verktyg att bromsa ner rymdfarkoster när det sätts in i en bana runt en annan planet, men detta kommer att ha en negativ inverkan på satelliter som kretsar runt Jorden eftersom varje hastighetsavbromsning kan få den att komma in i atmosfären igen.
Vi känner också effekterna på marken
Även om satelliter är i frontlinjen, om det finns en kraftig kraftig kraftig energi i partiklar som kommer in i atmosfären, kanske vi känner till de negativa effekterna här nere på jorden. På grund av röntgengenerering av elektroner i jonosfären kan vissa kommunikationsformer bli plåstiga (eller tas bort tillsammans), men det är inte allt som kan hända. Särskilt i regioner med hög latitud kan en enorm elektrisk ström, känd som en "elektrojet" bildas genom jonosfären av dessa inkommande partiklar. Med en elektrisk ström kommer ett magnetfält. Beroende på solstormens intensitet kan strömmar induceras här nere på marken, eventuellt överbelastning av nationella elnät. Den 13 mars 1989 förlorade sex miljoner människor makten i Quebec-regionen i Kanada efter en enorm ökning av solaktiviteten orsakade en kraftig kraft från markinducerade strömmar. Quebec förlamades i nio timmar medan ingenjörer arbetade med en lösning på problemet.
Kan vår sol producera en mördare Flare?
Det korta svaret på detta är ”nej”.
Det längre svaret är lite mer involverat. Medan en solfällning från solen, riktad direkt mot oss, kan orsaka sekundära problem som satellitskador och skador på oskyddade astronauter och blackouts, är själva flänsen inte tillräckligt kraftfull för att förstöra jorden, verkligen inte under 2012. Jag vågar säga, i den bortre framtiden när solen börjar ta slut på bränsle och svälla in i en röd jätte, kan det vara en dålig era för livet på jorden, men vi har några miljarder år att vänta på att det ska hända. Det kan till och med finnas möjligheten att flera röntgenbrännor lanseras och genom ren otur så kan vi drabbas av en serie CME och röntgenbrister, men ingen kommer att vara kraftfull för att övervinna vår magnetosfär, jonosfär och tjock atmosfär nedan.
"Killer" solstolar ha observerats på andra stjärnor. År 2006 såg NASA: s Swift-observatorium den största stjärnskölden som någonsin har observerats 135 ljusår bort. Uppskattat ha släppt ut en energi på 50 miljoner biljon atombomber, II Pegasi-flänsen kommer att ha utplånat det mesta livet på jorden om vår sol avfyrade röntgenstrålar från en flare av den energin mot oss. Men vår sol är inte II Pegasi. II Pegasi är en våldsam röd jättestjärna med en binär partner i en mycket nära bana. Det antas att gravitationsinteraktionen med sin binära partner och faktum att II Pegasi är en röd jätte är grundorsaken bakom denna energiska flarehändelse.
Domsmän pekar på solen som en möjlig jorddödande källa, men faktum kvarstår att vår sol är en mycket stabil stjärna. Den har inte en binär partner (som II Pegasi), den har en förutsägbar cykel (på ungefär 11 år) och det finns inga bevis för att vår sol har bidragit till någon massutrotningshändelse i det förflutna via en enorm jordriktad blossa. Mycket stora solfack har observerats (som Carrington vitljus 1859) ... men vi är fortfarande här.
I en extra twist blir solfysiker överraskade av brist av solaktivitet i början av denna 24: e solcykel, vilket ledde till att vissa forskare spekulerar i att vi kanske är på gränsen till ett annat Maunder-minimum och "Little Ice Age". Detta står i skarp kontrast till NASA-solfysikerens förutsägelse från 2006 att denna cykel kommer att bli en "doozy".
Detta leder till att jag drar slutsatsen att vi fortfarande har en lång väg att gå när jag förutsäger solbrännhändelser. Trots att rymdväderprognosen förbättras kommer det att vara några år ännu tills vi kan läsa solen noggrant för att säga med någon säkerhet hur aktiv en solcykel kommer att bli. Så oavsett profetia, förutsägelse eller myt finns det inget fysiskt sätt att säga att jorden kommer att drabbas av några flare, än mindre en stor under 2012. Även om en stor blossa träffade oss kommer det inte att bli en utrotningshändelse. Ja, satelliter kan skadas och orsaka sekundära problem som GPS-förlust (vilket makt störa flygkontrollen till exempel) eller nationella elnät kan bli överväldigade av auroral elektrojetter, men inget mer extremt än så.
Men vänta, för att undvika denna fråga, berättar dödsskyddare oss nu att en stor solfällning kommer träffa oss precis när jordens geomagnetiska fält försvagas och vänder, vilket lämnar oss oskyddade från en CME: s förödelse ... Skälen till att detta inte kommer att hända 2012 är värda sin egen artikel. Så se upp för nästa artikel i 2012 “2012: No Geomagnetic Reversal“.
Ledande bildkrediter: MIT (supernovasimulering), NASA / JPL (solaktiv region i EUV). Effekter och redigering: mig själv.
