Dokładnie jak niebezpieczne są burze słoneczne? Naukowcy uważają, że wydarzenie Carrington było jednym z najpotężniejszych, jakie kiedykolwiek uderzyło w Ziemię. Ale nowe badanie mówi, że możemy spodziewać się więcej sztormów tak samo silnych i częściej.
Wydarzenie w Carrington było masowym wyrzutem masy koronalnej (CME), który uderzył w Ziemię 1 i 2 września 1859 r. CME to potężne uderzenie w ziemską magnetosferę, wypaczające ją i powodujące zorze polarne o niskiej szerokości geograficznej. Burza słoneczna z 1859 r., Jak wiadomo, spowodowała także awarię telegrafów na całym świecie. To dobrze znane, dobrze zbadane i dobrze udokumentowane wydarzenie.
Ale większość tego, co wiemy o tej burzy, pochodzi z obserwacji i raportów z półkuli zachodniej. W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Space Weather amerykańskiego związku geofizycznego naukowcy postanowili zebrać raporty i obserwacje z całego świata, aby spróbować narysować pełniejszy obraz burzy.
Głównym autorem badania jest Hisashi Hayakawa, astrofizyk z Uniwersytetu Osaka w Osace w Japonii i Rutherford Appleton Laboratory w Wielkiej Brytanii. W komunikacie prasowym Hayakawa powiedział: „Wydarzenie Carrington uznano za najgorszy scenariusz wydarzeń związanych z pogodą kosmiczną przeciwko współczesnej cywilizacji… ale jeśli nadejdzie kilka razy w ciągu stulecia, musimy ponownie zastanowić się, jak się przygotować i złagodzić to rodzaj zagrożenia pogodą kosmiczną. ”
Podczas wyrzutu masy koronalnej masywna plama plazmy jest emitowana z zewnętrznej atmosfery lub korony Słońca. Często poprzedzają je rozbłyski słoneczne i są powiązane z grupami plam słonecznych w aktywnych regionach powierzchni Słońca. Zwykle plazma jest uwięziona przez magnetyzm Słońca, ale gdy linie pola magnetycznego zostaną przerwane, plazma może uciec.
Nasz współczesny świat jest znacznie bardziej podatny na te burze niż świat z 1859 roku. Burze magnetyczne tej wielkości sieją spustoszenie w naszych satelitach, sieciach energetycznych, komunikacji i wszystkim innym, co opiera się na falach elektromagnetycznych. Hayakawa i jego zespół chcieli wiedzieć, czy naprawdę rozumiemy, jak częste i potężne są te burze.
Zespół naukowców zorganizował międzynarodową współpracę, aby zebrać więcej danych na temat burzy z 1859 r. Uważali, że skoro większość danych i obserwacji pochodzi z zachodniej półkuli, może istnieć luka w naszym rozumieniu burzy. Zebrali historyczne obserwacje i dane dotyczące zorze burzy spowodowanej przez półkulę wschodnią i Półwysep Iberyjski.
Zespół zebrał również raporty z gazet w Portugalii, Hiszpanii, Australii, Nowej Zelandii, Meksyku i Brazylii. Obserwacje zorzy burzowej otrzymali także z rosyjskiego centralnego obserwatorium i japońskich pamiętników. Z zachodu mieli dane z większej ilości gazet, czasopism naukowych, a nawet dzienników statków. Następnie porównali dwa ciała raportów.
Innym źródłem były niepublikowane rysunki wykonane przez europejskich astronomów podczas burzy. Te rysunki pozwoliły naukowcom znaleźć źródło burzy na powierzchni Słońca i śledzić plamę słoneczną, gdy rosła i kurczyła się.
Co znaleźli?
Ich artykuł pokazuje, że wydarzenie Carrington nie jest tak wyjątkowe, jak się spodziewaliśmy.
Autorzy uważają, że plamy słoneczne, które wywołały burzę słoneczną w 1859 r. 1 i 2 września, wywołały wiele innych wybuchów. Wybuchy te miały miejsce od początku sierpnia do początku października, a burza słoneczna zdarzyła się pod koniec sierpnia. Według naukowców burza późnego sierpnia miała miejsce około 27 sierpnia 1859 r. Wysłała ona osobne CME wystarczająco silne, aby uderzyć w pole magnetyczne Ziemi. Uważają również, że burza z 27 sierpnia pomogła sprawić, aby wydarzenie Carrington osiągnęło taką intensywność, jak miało to miejsce.
Po zrekonstruowaniu całej tej działalności autorzy porównali wydarzenie Carringtona z innymi burzami w 1872, 1909, 1921 i 1989 roku. Stwierdzili, że dwa z nich - w 1872 i 1921 roku - były porównywalne z tym wydarzeniem. Ale burza z 1989 r. Spowodowała ogromne przerwy w dostawie prądu w Quebecu w Kanadzie. Naukowcy doszli logicznie do wniosku, że wydarzenie Carrington nie było wyjątkową, potężną burzą, którą naszym zdaniem była.
Według Hayakawy implikacja jest jasna. „Chociaż burza z 1859 r. Była z pewnością jednym z najbardziej ekstremalnych wydarzeń, wydaje się, że jest ona co najmniej porównywalna z burzą z 1872 r. I burzą z 1921 r. Pod względem jej intensywności”, powiedział. „Zatem wydarzenie w Carrington nie jest już czymś wyjątkowym. Ten fakt może wymagać od nas ponownego rozważenia częstotliwości występowania tego rodzaju „najgorszego scenariusza” zdarzeń pogodowych ”.
Jesteśmy coraz bardziej podatni na wyrzuty masy koronalnej. Wiemy o wiele więcej o ich źródle i częstotliwości oraz ich skutkach niż w 1859 roku. Ale czy jesteśmy bardziej przygotowani?
Na razie większość przygotowań do burz słonecznych polega na dokładnym prognozowaniu. Wiedza o nadchodzącym czasie pozwala wszystkim od astronautów z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej po narzędzia do przesyłu energii.
Istnieje wiele sposobów ochrony takich rzeczy, jak linie przesyłowe przed intensywnymi burzami słonecznymi. Pomogą w tym banki kondensatorów, klatki Faradaya i specjalne urządzenia tłumiące. Ale żadne z nich nie jest idealnym rozwiązaniem, a jedno badanie z 2017 r. Sugerowało, że ochrona samej sieci energetycznej w USA może kosztować nawet 30 miliardów dolarów.
Niektórzy naukowcy rozpowszechnili ideę masywnej tarczy magnetycznej między Ziemią a Słońcem. Siedząc w Punkcie 1 Ziemia-Słońce LaGrange, tarcza zapewniałaby ten sam rodzaj ochrony, co już działa ziemskie pole magnetyczne, ale więcej. Ale w tym momencie to tylko pomysł.
Tymczasem najlepiej jest wiedzieć, kiedy nadchodzi burza i zamknąć system zasilania w nadziei na zminimalizowanie szkód. Przyszłe misje, takie jak Misja LaGrange ESA, mogą w tym pomóc. Jeśli chodzi o satelity i systemy komunikacyjne, ich ochrona jest procesem w toku i wydaje się, że nikt jeszcze nie ma odpowiedzi.
Więcej:
- Artykuł badawczy: Ewolucje czasowe i przestrzenne dużej grupy plam słonecznych i wielkich burz zorzy polarnej wokół zdarzenia Carrington w 1859 r.
- Informacja prasowa: ekstremalne burze słoneczne mogą być częstsze niż wcześniej sądzono
- Raport: Ochrona amerykańskiej sieci elektrycznej przed zakłóceniami geomagnetycznymi słonecznymi
- Space Magazine: New Study Proponuje gigantyczną, opartą na przestrzeni kosmicznej tarczę rozbłysków słonecznych dla Ziemi
