Kuinka vaarallisia aurinkomyrskyt ovat? Tutkijat uskovat, että Carringtonin tapahtuma oli yksi voimakkaimmista koskaan Maahan osuneista. He myös ajattelevat, että voimakkaita myrskyjä tapahtuu vain muutaman vuosisadan välein. Mutta uusi tutkimus sanoo, että voimme odottaa lisää myrskyjä yhtä voimakkaita ja useammin.
The Carringtonin tapahtuma oli massiivinen koronaalisen massapurkaus (CME), joka osui Maahan 1. ja 2. syyskuuta 1859. Voimakkaat CME:t törmäsivät Maan magnetosfääriin vääntäen sitä ja aiheuttaen matalien leveysasteiden revontulia. Vuoden 1859 aurinkomyrsky, kuten se myös tunnetaan, aiheutti myös lennättimien epäonnistumisen ympäri maailmaa. Se on hyvin tunnettu, hyvin tutkittu ja hyvin dokumentoitu tapahtuma.
Mutta suurin osa siitä, mitä tiedämme tuosta myrskystä, tulee läntisen pallonpuoliskon havainnoista ja raporteista. Uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin American Geophysical Unionin lehdessä Avaruus sää , tutkijat päättivät kerätä raportteja ja havaintoja ympäri maailmaa yrittääkseen maalata täydellisemmän kuvan myrskystä.
Aurinko valtavalla koronaalisella massapoistolla. Yleensä Auringon magneettikenttäviivat sisältävät plasman, mutta joskus viivat katkeavat ja plasma sinkoutuu ulos. Kuvan luotto: NASA
Tutkimuksen johtava kirjoittaja on Hisashi Hayakawa, astrofyysikko Osakan yliopistosta Osakassa, Japanissa ja Rutherford Appleton Laboratorysta Isossa-Britanniassa. Jonkin sisällä Lehdistötiedote , Hayakawa sanoi: 'Carringtonin tapahtumaa pidettiin pahimpana mahdollisena skenaariona avaruussäätapahtumille modernia sivilisaatiota vastaan... mutta jos se tulee useita kertoja vuosisadassa, meidän on harkittava uudelleen, kuinka valmistautua sellaiseen avaruussään ja lieventää sitä. vaara.'
Koronaalimassan ulospuhalluksen aikana Auringon ulkoilmakehästä eli koronasta vapautuu massiivinen plasmapilkku. Niitä edeltää usein auringonpurkaus, ja ne liittyvät auringonpilkkuryhmiin Auringon pinnan aktiivisilla alueilla. Yleensä plasma jää Auringon magnetismin loukkuun, mutta kun magneettikenttäviivat katkeavat, plasma voi paeta.
Nykymaailmamme on paljon haavoittuvampi näille myrskyille kuin vuoden 1859 maailma. Tämän suuruiset magneettimyrskyt aiheuttavat tuhoa satelliiteillemme, sähköverkoillemme, tietoliikenteellemme ja kaikelle muulle, joka perustuu sähkömagneettisiin aaltoihin. Hayakawa ja hänen tiiminsä halusivat tietää, ymmärrämmekö todella kuinka usein ja voimakkaita nämä myrskyt ovat.
Tutkijaryhmä järjesti kansainvälisen yhteistyön kerätäkseen lisää tietoa vuoden 1859 myrskystä. He katsoivat, että koska suurin osa tiedoista ja havainnoista oli peräisin läntiseltä pallonpuoliskolta, ymmärryksessämme myrskystä saattaa olla aukko. He keräsivät historiallisia havaintoja ja tietoja myrskyn aiheuttamista revontuleista itäiseltä pallonpuoliskolta ja Iberian niemimaalta.
Ryhmä keräsi raportteja myös Portugalin, Espanjan, Australian, Uuden-Seelannin, Meksikon ja Brasilian sanomalehdistä. He saivat myös havaintoja myrskyn revontuleista Venäjän keskusobservatoriosta ja japanilaisista päiväkirjoista. Lännestä heillä oli tietoja useammista sanomalehdistä, tieteellisistä aikakauslehdistä ja jopa laivojen lokeista. Sitten he vertasivat kahta raporttia.
Eurooppalaisten tähtitieteilijöiden myrskyn aikana tekemät julkaisemattomat piirustukset olivat toinen lähde. Nämä piirustukset antoivat tutkijoille mahdollisuuden löytää myrskyn alkuperä Auringon pinnalla ja seurata auringonpilkkua sen kasvaessa ja kutistuessa.
Nämä piirustukset on tehnyt Richard Carrington, englantilainen amatööritähtitieteilijä, jonka mukaan Carringtonin tapahtuma on nimetty. Hänen havainnot auttoivat osoittamaan auringonpurkausten olemassaolon. Yläpiirros on koko aurinkokiekko ja alimpana auringonpilkku, joka synnytti voimakkaimmat valkoisen valon soihdut. Nämä piirustukset ovat päinvastaisia kuin alkuperäiset. Kuvan luotto: Royal Astronomical Society.
Mitä he löysivät?
Heidän paperinsa osoittaa, että Carrington-tapahtuma ei ole niin ainutlaatuinen kuin luulimme.
Kirjoittajat uskovat, että vuoden 1859 aurinkomyrskyn synnyttäneet auringonpilkut syyskuun 1. ja 2. päivänä laukaisivat useita muita purkauksia. Nämä purkaukset tapahtuivat elokuun alusta lokakuun alkuun, ja aurinkomyrsky tapahtui elokuun lopussa. Elokuun lopun myrsky tapahtui tutkijoiden mukaan elokuun 27. päivänä 1859. Se lähetti erillisiä CME:itä, jotka olivat riittävän vahvoja iskemään Maan magneettikenttään. He myös ajattelevat, että 27. elokuuta myrsky auttoi saamaan Carringtonin tapahtuman intensiiviseksi.
Rekonstruoituaan kaiken tämän toiminnan kirjoittajat vertasivat Carringtonin tapahtumaa muihin myrskyihin vuosina 1872, 1909, 1921 ja 1989. He havaitsivat, että kaksi niistä – vuosina 1872 ja 1921 – olivat verrattavissa tähän tapahtumaan. Mutta vuoden 1989 myrsky aiheutti valtavia sähkökatkoja Quebecissä, Kanadassa. Tutkijat päättelivät loogisesti, että Carringtonin tapahtuma ei ollut ainutlaatuinen, voimakas myrsky, jonka luulemme sen olevan.
Hayakawan mukaan vaikutus on selvä. 'Vaikka vuoden 1859 myrsky oli varmasti yksi äärimmäisistä tapahtumista, tämä näyttää parhaimmillaan verrattavissa vuoden 1872 myrskyyn ja vuoden 1921 myrskyyn voimakkuudeltaan', hän sanoi. ”Carringtonin tapahtuma ei siis ole enää ainutlaatuinen. Tämä tosiasia saattaa vaatia meidät harkitsemaan uudelleen tällaisten avaruussäätapahtumien 'pahimman mahdollisen skenaarion' esiintymistiheyttä.'
Olemme yhä alttiimpia näille koronaalisille massapoistoille. Tiedämme paljon enemmän niiden lähteestä, esiintymistiheydestä ja vaikutuksista kuin vuonna 1859. Mutta olemmeko valmistautuneempia?
Toistaiseksi suurin osa aurinkomyrskyihin valmistautumisesta on tarkassa ennustamisessa. Kun tietää, milloin joku on tulossa, kaikki kansainvälisen avaruusaseman astronauteista voimansiirtolaitoksiin voivat vastata.
On olemassa useita tapoja suojella asioita, kuten voimajohtoja voimakkailta aurinkomyrskyiltä. Kondensaattoripankit, Faradayn häkit ja erityiset vaimennuslaitteet voivat auttaa. Mutta mikään niistä ei ole täydellinen ratkaisu, ja yksi 2017 tutkimus ehdotti, että Yhdysvaltojen sähköverkon suojaaminen voisi maksaa jopa 30 miljardia dollaria.
ESA harkitsee LaGrange-operaatiota, joka antaisi meille enemmän ennakkovaroitusta vaarallisista CME:istä. Kuvan luotto: ESA/A. Baker, CC BY-SA 3.0 IGO
Jotkut tiedemiehet ovat esittäneet ajatuksen a massiivinen magneettisuoja Maan ja Auringon välillä. Maa-Aurinko LaGrange -pisteessä 1 istuva kilpi tarjoaisi samanlaisen suojan kuin Maan magneettikenttä jo tarjoaa, mutta enemmän. Mutta tämä on vain ajatus tässä vaiheessa.
Tällä välin paras veto on tietää, milloin myrsky on tulossa, ja sammuttaa sähköjärjestelmä vahingon minimoimiseksi. Tulevat tehtävät, kuten ESAn LaGrange Mission saattaa auttaa siinä. Mitä tulee satelliitteihin ja viestintäjärjestelmiin, niiden suojaaminen on työn alla, eikä kenelläkään näytä olevan vielä vastausta.
Lisää:
- Tutkimus paperi: Suuren auringonpilkkuryhmän ajalliset ja alueelliset evoluutiot ja suuret revontulimyrskyt Carringtonin tapahtuman ympärillä vuonna 1859
- Lehdistötiedote: Äärimmäiset aurinkomyrskyt voivat olla yleisempiä kuin aiemmin uskottiin
- Raportti: Amerikan sähköverkon suojaaminen auringon geomagneettisilta häiriöiltä
- Universumi tänään: Uusi tutkimus ehdottaa jättimäistä, avaruuteen perustuvaa aurinkosuojaa maapallolle