Artysta ilustracja linii magnetycznych rozciągających się i skręcających wokół plam słonecznych. Źródło zdjęcia: NASA. Kliknij, aby powiększyć.
Najbardziej intensywny wybuch promieniowania słonecznego od pięciu dekad towarzyszył dużemu rozbłyskowi słonecznemu 20 stycznia. Wstrząsnął teorią pogody kosmicznej i podkreślił potrzebę nowych technik prognozowania, zgodnie z kilkoma prezentacjami na spotkaniu American Geophysical Union (AGU) w tym tygodniu w New Orlean.
Rozbłysk słoneczny, który miał miejsce o 2 nad ranem EST, wyzwolił monitory promieniowania na całej planecie i zakodował detektory na statku kosmicznym. Deszcz energetycznych protonów pojawił się kilka minut po pierwszym znaku rozbłysku. Ten rozbłysk był ekstremalnym przykładem rodzaju burzy radiacyjnej, która przybywa zbyt szybko, aby ostrzec astronautów międzyplanetarnych.
„Ten rozbłysk wytworzył największy sygnał promieniowania słonecznego na ziemi od prawie 50 lat” - powiedział dr Richard Mewaldt z California Institute of Technology, Pasadena, Kalifornia. Jest współbadaczem statku kosmicznego Advanced Composition Explorer (ACE) NASA. „Ale byliśmy naprawdę zaskoczeni, gdy zobaczyliśmy, jak szybko cząstki osiągnęły szczytową intensywność i przybyły na Ziemię.
Zwykle niebezpieczny deszcz protonowy zajmuje dwie lub więcej godzin po osiągnięciu maksymalnej intensywności na Ziemi po rozbłysku słonecznym. Cząstki z rozbłysku 20 stycznia osiągnęły szczyt około 15 minut po pierwszym znaku.
„Jest to ważne, ponieważ zbyt szybko reaguje z dużym ostrzeżeniem dla astronautów lub statków kosmicznych, które mogą znajdować się poza ochronną magnetosferą Ziemi” - powiedział Mewaldt. „Oprócz monitorowania słońca musimy rozwinąć umiejętność przewidywania rozbłysków z wyprzedzeniem, jeśli mamy wysłać ludzi do zbadania naszego układu słonecznego.”
Wydarzenie to trzęsie teorią o pochodzeniu burz protonowych na Ziemi. „Od około 1990 roku uważamy, że burze protonowe na Ziemi są wywoływane przez fale uderzeniowe w wewnętrznym układzie słonecznym, gdy wyrzuty masy koronalnej przecinają przestrzeń międzyplanetarną” - powiedział profesor Robert Lin z University of California w Berkeley. Jest głównym badaczem Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI). „Ale protony z tego wydarzenia mogły pochodzić z samego słońca, co jest bardzo mylące”.
Pochodzenie protonów jest odciskane w ich widmie energetycznym, mierzonym przez ACE i inne statki kosmiczne, które odpowiada widmowi energetycznemu promieni gamma wyrzucanych przez rozbłysk, mierzonych za pomocą RHESSI. „Jest to zaskakujące, ponieważ w przeszłości uważaliśmy, że protony wytwarzające promienie gamma podczas rozbłysku są wytwarzane lokalnie, a te na Ziemi wytwarzane są zamiast tego przez przyspieszenie szoku w przestrzeni międzyplanetarnej”, powiedział Lin. „Podobieństwo widm sugeruje, że są takie same”.
Rozbłyski słoneczne i wyrzuty masy koronalnej (CME), związane z nimi gigantyczne chmury plazmy w kosmosie, są największymi eksplozjami w Układzie Słonecznym. Są one spowodowane przez nagromadzenie i nagłe uwolnienie naprężenia magnetycznego w atmosferze Słońca nad gigantycznymi biegunami magnetycznymi, które widzimy jako plamy słoneczne. Statki kosmiczne regionu przejściowego i eksploratora koronalnego (TRACE) oraz sondy Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) zajmują się obserwowaniem słońca i identyfikowaniem pierwotnych przyczyn rozbłysków i CME, mając na względzie ich prognozowanie.
„Nie wiemy, jak przewidzieć przepływ energii do i przez te wielkie rozbłyski”, powiedział dr Richard Nightingale z Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory w Palo Alta w Kalifornii. „Przyrządy takie jak TRACE dają nam nowe wskazówki dla każdego wydarzenia obserwujemy."
W projekcie TRACE zidentyfikowano możliwe źródło naprężenia magnetycznego, które powoduje rozbłyski słoneczne. Plamy słoneczne, które emitują największe rozbłyski (klasy X) wydają się obracać w dniach wokół rozbłysku. „Ten obrót rozciąga i skręca linie pola magnetycznego nad plamami słonecznymi”, powiedział Nightingale. „Widzieliśmy to przed praktycznie każdym rozbłyskiem X zaobserwowanym przez TRACE od czasu jego uruchomienia i ponad połową wszystkich rozbłysków w tym czasie”.
Jednak obracające się plamy słoneczne to nie wszystko. Unikalny rozbłysk pojawił się na końcu pięciu innych bardzo dużych rozbłysków z tej samej grupy plam słonecznych i nikt nie wie, dlaczego ten wytworzył więcej nagłych cząstek o wysokiej energii niż pierwsze cztery.
„Oznacza to, że tak naprawdę nie rozumiemy, jak działa słońce”, powiedziała Lin. „Musimy nadal eksploatować i wykorzystywać naszą flotę statków kosmicznych obserwujących słońce, aby określić, jak działa”.
Oryginalne źródło: NASA News Release
