РЕКЛАМА

Космическая погода, возмущения солнечного ветра и радиовсплески

солнечный wind, the stream of electrically charged particles emanating from the outer atmospheric layer corona of Sun, poses threat to life form and electrical technology based modern human society. Earth’s magnetic field provide protection against the incoming солнечный wind by deflecting them away. Drastic солнечный events like mass ejection of electrically charged plasma from the corona of Sun creates disturbances in the солнечный wind. Therefore, study of disturbances in the conditions of солнечный wind (called Space weather) is an imperative. Coronal Mass Ejection (CMEs), also called ‘солнечный storms’ or ‘космосе storms’ is associated with the солнечный радио bursts. Study of солнечный radio bursts in the radio observatories can give an idea about CMEs and solar wind conditions. The first statistical study (published recently) of 446 recorded type IV radio bursts observed in the last solar cycle 24 (each cycle refers to the change in Sun’s magnetic field every 11 years), have found that the majority of Long Duration Type IV Radio солнечный Bursts were accompanied by Coronal Mass Ejection (CMEs) and disturbances in the solar wind conditions. 

Just the way weather on Earth is affected by the disturbances in the wind, космосе weather’ is affected by the disturbances in the ‘solar wind’. But the similarity ends here. Unlike wind on Earth which is made of air comprising of atmospheric gases like nitrogen, oxygen etc, the solar wind consists of superheated plasma comprising of electrically charged particles like electrons, protons, alpha particles (helium ions) and heavy ions that continuously emanate from the sun’s atmosphere in all directions including in the direction of Earth.   

Sun is the ultimate source of energy to life on Earth hence respected in many cultures as giver of life. But there is other side too. The solar wind, the continuous stream of electrically charged particles (viz. plasma) originating from the solar atmosphere poses threat to the life on Earth. Thanks to Earth’s magnetic field that deflects most of the ionising solar wind away (from the Earth) and the Earth’s atmosphere that absorb most of the remaining radiation thus providing protection from the ionising radiation. But there is more to it – in addition to threat to the biological life forms, solar wind also poses threat to electricity and technology driven modern society. The electronic and computer systems, power grids, oil and gas pipelines, telecom, radio communication including mobile phone networks, GPS, космосе missions and programmes, satellite communications, internet etc. – all these can potentially be disrupted and brought to standstill by disturbances in solar wind1. Особой опасности подвергаются космонавты и космические корабли. Так было несколько раз, например, в марте 1989 г. Квебек Блэкаут'в Канаде из-за массивной солнечной вспышки сильно повреждена электросеть. Некоторые спутники тоже были повреждены. Поэтому настоятельно необходимо следить за условиями солнечного ветра в непосредственной близости от Земли - насколько его характеристики, такие как скорость и плотность, магнитное поле strength and orientation, and energetic particle levels (i.e., космосе weather) will have an impact on life forms and modern human society.  

Like ‘weather prediction’, can ‘космосе weather’ too be predicted? What determines the solar wind and its conditions in the vicinity of Earth? Can any serious changes in космосе weather be known in advance to take pre-emptive actions to minimise damaging impact on Earth? And, why at all does the solar wind form?   

Солнце представляет собой шар из горячего электрически заряженного газа и поэтому не имеет определенной поверхности. Слой фотосферы рассматривается как поверхность Солнца, потому что это то, что мы можем наблюдать со светом. Слои ниже фотосферы внутрь к ядру для нас непрозрачны. Солнечная атмосфера состоит из слоев над поверхностью фотосферы Солнца. Это прозрачный газовый ореол, окружающий Солнце. Солнечная атмосфера, которую лучше видно с Земли во время полного солнечного затмения, состоит из четырех слоев: хромосферы, переходной области Солнца, короны и гелиосферы.  

Солнечный ветер формируется в короне, втором слое (снаружи) солнечной атмосферы. Корона — это слой очень горячей плазмы. В то время как температура поверхности Солнца составляет около 6000К, средняя температура короны составляет около 1-2 миллионов К. Названный «парадоксом коронального нагрева», механизм и процессы нагрева короны и ускорения солнечного ветра до очень высоких значений высокая скорость и расширение в межпланетный космосе is not well understood yet, хотя в недавней статье исследователи попытались решить эту проблему с помощью фотонов аксионного происхождения (гипотетическая элементарная частица темной материи). 3.  

Иногда огромное количество горячей плазмы выбрасывается из короны в самый внешний слой солнечной атмосферы (гелиосферу). Обнаружено, что массовые выбросы плазмы из короны, называемые корональными выбросами массы (CME), вызывают большие возмущения в температуре, скорости, плотности и плотности солнечного ветра. межпланетный магнитное поле. Они создают сильные магнитные бури в геомагнитном поле Земли. 4. Извержение плазмы из короны включает ускорение электронов, а ускорение заряженных частиц порождает радиоволны. В результате корональные выбросы массы (CME) также связаны со всплесками радиосигналов от Солнца. 5. Таким образом, космосе weather studies would involve study of timing and intensity of mass ejections of plasma from the corona in conjunction with the associated solar bursts which is a Type IV radio burst lasting for long-duration (greater than 10 min.).    

Возникновение радиовсплесков в более ранних солнечных циклах (периодический цикл магнитного поля Солнца каждые 11 лет) в связи с корональными выбросами массы (CME) изучалась в прошлом.  

Одно недавнее долгосрочное статистическое исследование, проведенное Аншу Кумари и другие. из Университет Хельсинки на радиовсплесках, наблюдаемых в 24-м солнечном цикле, проливает дополнительный свет на связь длительных, более широких частотных радиовсплесков (называемых всплесками типа IV) с КВМ. Команда обнаружила, что около 81% всплесков IV типа сопровождались корональными выбросами массы (CME). Около 19% всплесков IV типа не сопровождались КВМ. Кроме того, только 2.2% КВМ сопровождаются радиовсплесками IV типа. 6.  

Understanding the timing of type IV long duration bursts and the CMEs in an incremental manner will help in the design and timing of the ongoing and future космосе programs accordingly, so as to lessen the impact of these on such missions and ultimately on the life forms and the civilization on Earth. 

Ссылки:    

  1. White SM.,  nd. Solar Radio Bursts and Space Weather. University of Maryland. Available online at https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Доступ осуществлен 29 января 2021 г. 
  1. Ашванден М.Дж. и др. 2007. Парадокс коронального нагрева. Астрофизический журнал, том 659, номер 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070  
  1. Русов В.Д., Шарф И.В. и др. 2021. Решение задачи нагрева короны с помощью фотонов аксионного происхождения. Физика Темной Вселенной, том 31, январь 2021 г., 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746  
  1. Верма П.Л. и др., 2014. Корональные выбросы массы и возмущения параметров плазмы солнечного ветра в связи с геомагнитными бурями. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060   
  1. Гопалсвами Н., 2011. Корональные выбросы массы и солнечные радиоизлучения. Центр данных CDAW НАСА. Доступно в Интернете по адресу https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Доступ 29 января 2021 г.  
  1. Кумари А., Моросан Д.Е., Килпуа Э.К.Дж., 2021. О возникновении солнечных радиовсплесков IV типа в солнечном цикле 24 и их связи с корональными выбросами массы. Опубликовано 11 января 2021 г. Астрофизический журнал, Том 906, номер 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878  

Умеш Прасад
Умеш Прасад
Научный журналист | Основатель-редактор журнала Scientific European

Подписка на рассылку

Быть в курсе всех последних новостей, предложений и специальных объявлений.

Самые популярные статьи

Уникальная обстановка, похожая на утробу, дает надежду миллионам недоношенных детей

Исследование успешно разработало и протестировало внешний...

COVID-19: в Англии изменится правило обязательного ношения масок

С 27 января 2022 года это не будет обязательным...

Различное (положительное и отрицательное) влияние никотина на мозг

Никотин обладает широким спектром нейрофизиологических эффектов, не...
- Реклама -
94,492ПоклонникиПодобно
47,677ПодписчикиПодписаться
1,772ПодписчикиПодписаться
30ПодписчикиПодписаться