Sól vindur, straumur rafhlaðna agna sem stafar frá ytra loftslagi kórónu sólar, ógnar lífsformi og raftækni sem byggir á nútíma mannlegu samfélagi. Segulsvið jarðar veitir vörn gegn innkomu sól vindur með því að beygja þá í burtu. Drastískt sól atburðir eins og fjöldaútskilnaður rafhlaðins plasma úr kórónu sólarinnar skapar truflanir í sól vindur. Því rannsókn á truflunum á aðstæðum á sól vindur (kallaður Space veður) er nauðsynlegt. Coronal Mass Ejection (CME), einnig kallað 'sól stormar' eða 'pláss stormar' tengist sól útvarp springur. Rannsókn á sól útvarpsbylgjur í útvarpsstöðvum geta gefið hugmynd um CME og sólvindaskilyrði. Fyrsta tölfræðilega rannsóknin (gefin út nýlega) á 446 skráðum útvarpsbylgjum af tegund IV sem sáust í síðasta sólarhring 24 (hver hringrás vísar til breytinga á segulsviði sólar á 11 ára fresti), hefur komist að því að meirihluti langtíma útvarps af gerð IV. Sól Sprungum fylgdi Coronal Mass Ejection (CME) og truflanir í sólvindi.
Bara hvernig veður á jörðinni hefur áhrif á truflanir í vindi, pláss veður' er fyrir áhrifum af truflunum í 'sólvindinum'. En hér lýkur líkingunni. Ólíkt vindi á jörðinni sem er gerður úr lofti sem samanstendur af lofttegundum í andrúmsloftinu eins og köfnunarefni, súrefni o.s.frv., samanstendur sólvindurinn af ofhitnuðu plasma sem samanstendur af rafhlöðnum ögnum eins og rafeindum, róteindum, alfaögnum (helíumjónum) og þungum jónum sem streyma stöðugt frá lofthjúp sólar í allar áttir, þar með talið í átt að jörðinni.
Sólin er fullkominn orkugjafi til lífs á jörðinni og er því virt í mörgum menningarheimum sem lífgjafa. En það er önnur hlið líka. Sólvindurinn, samfelldur straumur rafhlaðna agna (þ.e. plasma) sem koma frá sólarlofthjúpnum ógnar lífinu á jörðinni. Þökk sé segulsviði jarðar sem sveigir megnið af jónandi sólvindinum í burtu (frá jörðinni) og lofthjúpi jarðar sem gleypa megnið af geisluninni sem eftir er og veita þannig vernd gegn jónandi geisluninni. En það er meira til þess - auk ógnunar við líffræðilega lífsform, stafar sólvindur einnig ógn við raforku og tæknidrifið nútímasamfélag. Rafeinda- og tölvukerfin, raforkukerfi, olíu- og gasleiðslur, fjarskipti, útvarpssamskipti þar á meðal farsímakerfi, GPS, pláss verkefni og áætlanir, gervihnattasamskipti, internetið o.s.frv. – allt þetta getur hugsanlega raskast og stöðvast vegna truflana í sólvindi1. Geimfarar og geimfar eru sérstaklega í hættu. Það voru nokkur dæmi um þetta í fortíðinni, td mars 1989 'Quebec Blackout' í Kanada af völdum stórfelldra sólarblossa hafði stórskemmd raforkukerfi. Sum gervitungl höfðu einnig orðið fyrir skemmdum. Þess vegna er brýnt að fylgjast með ástandi sólvindsins í nágrenni jarðar – hvernig eiginleikar hans eins og hraði og þéttleiki, segulsviði styrkur og stefnumörkun, og styrkur agna (þ.e. pláss veður) mun hafa áhrif á lífsform og nútíma mannlegt samfélag.
Eins og 'veðurspá', getur 'pláss veður' líka spáð? Hvað ákvarðar sólvindinn og aðstæður hans í nágrenni jarðar? Geta einhverjar alvarlegar breytingar á pláss veður vitað fyrirfram til að grípa til fyrirbyggjandi aðgerða til að lágmarka skaðleg áhrif á jörðina? Og hvers vegna myndast sólvindurinn?
Sól er kúla af heitu rafhlöðnu gasi og því hefur hún ekki ákveðið yfirborð. Ljóshvolfslagið er meðhöndlað sem yfirborð sólarinnar vegna þess að þetta er það sem við getum fylgst með með ljósi. Lög undir ljóshvolfinu inn á við í átt að kjarnanum eru ógagnsæ fyrir okkur. Sólarlofthjúpur er gerður úr lögum fyrir ofan yfirborð ljóshvolfs sólarinnar. Það er gagnsæ loftkenndur geislabaugur sem umlykur sólina. Sést betur frá jörðu á almyrkvanum á sólarhvolfinu er lofthjúpurinn í sólinni fjögur lög: litningur, sólbreytingasvæði, kóróna og heilhvolf.
Sólvindur myndast í kórónu, öðru lagi (að utan) í lofthjúpnum. Corona er lag af mjög heitu plasma. Þó hitastig yfirborðs sólarinnar sé um 6000K er meðalhiti kórónu um 1-2 milljónir K. Kallað 'Coronal Heating Paradox', vélbúnaður og ferlar hitunar kórónu og hröðun sólvindsins í mjög mikill hraði og stækkun í millistjörnur pláss er ekki vel skilið ennþá, 2 þó að í nýlegri grein hafa vísindamenn reynt að leysa þetta með axion (tilgátu frumefnisögninni) upprunaljóseindir 3.
Einstaka sinnum berst gríðarlegt magn af heitu plasma úr kórónu í ysta lag sólarlofthjúpsins (heliosphere). Kölluð Coronal Mass Ejections (CMEs), fjöldaútskilnaður plasma frá kórónu kemur í ljós að mynda miklar truflanir á hitastigi sólvinds, hraða, þéttleika og millistjörnur segulsvið. Þetta skapar sterka segulstorma í jarðsegulsviði jarðar 4. Plasmagos frá kórónu felur í sér hröðun rafeinda og hröðun hlaðinna agna myndar útvarpsbylgjur. Fyrir vikið eru Coronal Mass Ejections (CMEs) einnig tengdar útvarpsmerkjum frá sólinni 5. Þess vegna pláss veðurrannsóknir myndu fela í sér rannsókn á tímasetningu og styrk massaútkasts blóðvökva úr kórónunni í tengslum við tilheyrandi sólarsprengjur, sem er útvarpsfall af gerð IV sem varir í langan tíma (meira en 10 mín.).
Áður hefur verið rannsakað tilvik útvarpssprungna í fyrri sólarlotum (reglubundin hringrás segulsviðs sólar á 11 ára fresti) í tengslum við Coronal Mass Ejections (CMEs).
Ein nýleg langtíma tölfræðileg rannsókn eftir Anshu Kumari o.fl. af Háskólinn í Helsinki á útvarpsbyssum sem sést hafa í sólarhringnum 24, varpar frekara ljósi á tengsl langvarandi, breiðari útvarpsbyssa (kallaðir tegund IV sprengingar) við CME. Hópurinn komst að því að um 81% af sprengingum af tegund IV fylgdu kransæðamassaútkasti (CME). Um 19% springa af tegund IV fylgdu ekki CME. Að auki fylgja aðeins 2.2% af CME útvarpsbyssum af gerð IV 6.
Að skilja tímasetningu langvarandi sprenginga af tegund IV og CME í stigvaxandi hætti mun hjálpa við hönnun og tímasetningu yfirstandandi og framtíðar pláss áætlanir í samræmi við það, til að draga úr áhrifum þeirra á slík verkefni og að lokum á lífsformin og siðmenninguna á jörðinni.
***
Tilvísanir:
- Hvítur SM., nd. Sólarútvarp springur og Space Veður. Háskólinn í Maryland. Fæst á netinu á https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Skoðað þann 29. Jamaury 2021.
- Aschwanden MJ o.fl. 2007. The Coronal Heating Paradox. The Astrophysical Journal, Volume 659, Number 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070
- Rusov VD, Sharph IV, o.fl. 2021. Coronal hitunarvandamál lausn með axion uppruna ljóseindum. Eðlisfræði myrkra alheimsins 31. bindi, janúar 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746
- Verma PL., o.fl. 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
- Gopalswamy N., 2011. Coronal Mass Ejections and Solar Radio Emissions. CDAW gagnaver NASA. Fæst á netinu á https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Skoðað 29. janúar 2021.
- Kumari A., Morosan DE., og Kilpua EKJ., 2021. Um tilvik sólarútvarpssprunga af tegund IV í sólarhring 24 og tengsl þeirra við kransæðamassaútkast. Birt 11. janúar 2021. The Astrophysical Journal, Volume 906, Number 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878
***
