Nota redaktora: Pål Brekke jest norweskim fizykiem słonecznym z doktoratem na Uniwersytecie w Oslo w dziedzinie astrofizyki, a teraz jest starszym doradcą Norweskiego Centrum Kosmicznego. Napisał nową książkę popularnonaukową o Słońcu, zatytułowaną Our Explosive Sun; Wizualna uczta naszego źródła światła i życia. Dowiedz się, jak wygrać egzemplarz książki tutaj. Brekke napisał ten gościnny post dla czasopisma Space Magazine.
Słońce fascynuje mnie od wielu lat. Być może nie jest to takie dziwne, odkąd stawiam pierwsze kroki w obserwatorium słonecznym w Harestua, na północ od Oslo. Mój tata tam wtedy pracował. Podczas studiów na uniwersytecie w Oslo moi doradcy zainspirowali mnie do spędzenia czasu na działaniach publicznych. Tak więc moim zainteresowaniem było dzielenie się wiedzą na temat tajemnic Słońca, które doprowadziły mnie do napisania tej książki.
Ta książka przedstawia właściwości Słońca, sposób, w jaki fascynuje ludzi od tysięcy lat i jak wpływa na nasze społeczeństwo technologiczne. Mam nadzieję, że ta książka zainspiruje wzrost zainteresowania Słońcem i ogólnie naukami przyrodniczymi. Słońce jest idealnym wejściem do nauk przyrodniczych, ponieważ wpływa na Ziemię i ludzi na tak wiele sposobów. Fizyka słoneczna współdziała z wieloma innymi dziedzinami naukowymi, takimi jak fizyka, chemia, biologia i meteorologia.
Słońce
Podpis: Słońce wpływa na Ziemię na wiele sposobów. Zdjęcie dzięki uprzejmości Springera.
Słońce dostarcza energię do wszystkich form życia na Ziemi i napędza system klimatyczny, dlatego jest bardzo ważne dla nas wszystkich. Wspomaga fotosyntezę w roślinach i jest ostatecznym źródłem wszelkiej żywności i paliw kopalnych. Jednak burze na Słońcu mogą również zakłócać systemy na Ziemi, od których zależy nasze społeczeństwo.
Patrząc gołym okiem w niebo, Słońce wydaje się statyczne, spokojne i stałe. Z ziemi jedyną zauważalną odmianą Słońca jest jego położenie (gdzie dzisiaj wstanie i zachodzi?). Ale Słońce daje nam coś więcej niż tylko stały strumień ciepła i światła.
Położone 150 milionów kilometrów od nas Słońce jest ogromnym reaktorem termojądrowym, łączącym atomy wodoru w hel i wytwarzającym temperatury o milionach stopni oraz intensywne pola magnetyczne. Blisko powierzchni Słońce jest jak garnek z wrzącą wodą z bąbelkami gorącego zelektryfikowanego gazu. Stały strumień cząstek odlatujących od Słońca jest znany jako wiatr słoneczny. Wiejący z prędkością 1,5 miliona kilometrów na godzinę wiatr słoneczny przenosi milion ton materii w kosmos co sekundę (to jest masa Wielkiego Jeziora Słonego w Utah).
Co 11 lat Słońce przechodzi okres aktywności zwany „maksimum nasłonecznienia”, a następnie około 5 lat później okres ciszy zwany „minimum słonecznym”. Podczas maksimum słonecznego jest wiele plam słonecznych, a podczas minimum słonecznego jest niewiele. Tak więc jednym ze sposobów śledzenia aktywności Słońca jest obserwowanie liczby plam słonecznych. Plamy słoneczne to ciemne plamy, takie jak piegi na powierzchni Słońca, powstałe, gdy linie pola magnetycznego tuż pod powierzchnią Słońca są skręcone i przebijają się przez powierzchnię Słońca. Plamy słoneczne mogą trwać od kilku godzin do kilku miesięcy, a duża plama słoneczna może wzrosnąć do kilku razy wielkości Ziemi. Chociaż Chińczycy zarejestrowali pewne obserwacje już w 28 roku p.n.e., naukowcy obserwują i rejestrują plamy słoneczne od około 1610 roku, kiedy Galileusz Galilei skierował swój teleskop w stronę Słońca.
Dlaczego naukowcom zależy na plamach słonecznych? Ponieważ są to widoczne oznaki zawirowań wewnątrz Słońca, które prowadzą do efektów pogody kosmicznej na Ziemi. Koronalne wyrzuty masy (CME) i rozbłyski słoneczne są często związane z grupami plam słonecznych.
W ciągu najbliższych kilku lat będzie więcej burz słonecznych, gdy Słońce osiągnie maksymalną aktywność w 2013 roku.
Pogoda kosmiczna
W ciągu najbliższych kilku lat pojawi się więcej sztormów słonecznych, gdy Słońce osiągnie maksymalną aktywność w 2013 roku. I że czasami burze te mogą powodować szkody tutaj na Ziemi? Oprócz stworzenia pięknej zorzy, burze słoneczne mają wiele negatywnych skutków. Zorza polarna jest przejawem czegoś gwałtownego, co dzieje się w naszej atmosferze, gdzie czasami powstaje 1500 gigawatów energii elektrycznej. To prawie dwukrotnie więcej niż produkcja energii w Europie!
Burze słoneczne wysyłają duże ilości promieniowania, cząstek, gazu i pól magnetycznych w przestrzeń kosmiczną, czasami bezpośrednio w kierunku Ziemi. Mamy szczęście, że jesteśmy chronieni przed większością niebezpiecznego promieniowania i cząstek. Wynika to z naszej atmosfery, która uniemożliwia promieniom UV i promieniom X docieranie do ziemi, oraz z naszej magnetosfery, która odchyla cząstki. Skutki burz słonecznych nazywane są pogodą kosmiczną.
Jeszcze około 100 lat temu burze słoneczne mogły minąć, a ludzie nie zauważyliby wiele. Jednak dziś w kosmosie działa ponad 1000 satelitów. Nasze społeczeństwo zależy od tego, aby satelity działały prawidłowo przez cały czas. Używamy satelitów do prognoz pogody, komunikacji, nawigacji, map, poszukiwań i ratownictwa, badań i nadzoru wojskowego. Utrata satelity i jego sygnałów może mieć poważne konsekwencje.
Burze słoneczne wpływają na ważne systemy nawigacji i kluczową komunikację radiową. Samoloty pasażerskie przelatujące nad regionami polarnymi mogą utracić kontakt radiowy z kontrolerem lotu. Telefony satelitarne mogą przestać działać, a burze słoneczne mogą zniszczyć niektóre sieci elektryczne.
O autorze:
Pål Brekke współpracuje z najnowszymi kosmicznymi teleskopami słonecznymi od 1985 roku i opublikował ponad 40 recenzowanych artykułów, 70 artykułów wstępnych i ponad 30 artykułów popularnonaukowych. Przez sześć lat był zastępcą naukowca ESA ds. Statku kosmicznego SOHO.
