Sluneční vítr, proud elektricky nabitých částic vycházejících z vnější atmosférické vrstvy koróny Slunce, představuje hrozbu pro formy života a moderní lidskou společnost založenou na elektrické technologii. Magnetické pole Země poskytuje ochranu před příchozími sluneční vítr tím, že je odkloní pryč. Drastický sluneční události, jako je hromadná ejekce elektricky nabitého plazmatu z koróny Slunce, vytváří poruchy v sluneční vítr. Proto studium poruch v podmínkách sluneční vítr (tzv space počasí) je nutností. Coronal Mass Ejection (CMEs), také nazývané 'sluneční bouře' nebo'prostor bouře' je spojena s sluneční rádio praskne. Studie sluneční rádiové záblesky v rádiových observatořích mohou poskytnout představu o CME a podmínkách slunečního větru. První statistická studie (zveřejněná nedávno) 446 zaznamenaných rádiových záblesků typu IV pozorovaných v posledním slunečním cyklu 24 (každý cyklus se týká změny magnetického pole Slunce každých 11 let) zjistila, že většina radiových záblesků typu IV s dlouhým trváním Sluneční Výbuchy byly doprovázeny výronem koronální hmoty (CME) a poruchami v podmínkách slunečního větru.
Stejně jako počasí na Zemi ovlivňují poruchy větru, prostor počasí“ je ovlivněno poruchami „slunečního větru“. Tady ale podobnost končí. Na rozdíl od větru na Zemi, který se skládá ze vzduchu obsahujícího atmosférické plyny, jako je dusík, kyslík atd., se sluneční vítr skládá z přehřáté plazmy skládající se z elektricky nabitých částic, jako jsou elektrony, protony, alfa částice (ionty helia) a těžké ionty, které nepřetržitě vycházejí z sluneční atmosféru ve všech směrech včetně směru k Zemi.
Slunce je hlavním zdrojem energie pro život na Zemi, a proto je v mnoha kulturách respektováno jako dárce života. Ale je tu i druhá strana. Sluneční vítr, nepřetržitý proud elektricky nabitých částic (viz. plazmy) pocházejících ze sluneční atmosféry, představuje hrozbu pro život na Zemi. Díky magnetickému poli Země, které odklání většinu ionizujícího slunečního větru pryč (ze Země) a zemské atmosféře, která většinu zbývajícího záření absorbuje a poskytuje tak ochranu před ionizujícím zářením. Ale je toho víc – kromě hrozby pro biologické formy života představuje sluneční vítr také hrozbu pro moderní společnost poháněnou elektřinou a technologiemi. Elektronické a počítačové systémy, elektrické sítě, ropovody a plynovody, telekomunikace, rádiová komunikace včetně sítí mobilních telefonů, GPS, prostor mise a programy, satelitní komunikace, internet atd. – to vše může být potenciálně narušeno a zastaveno poruchami slunečního větru1. Zvláště ohroženi jsou astronauti a kosmické lodě. V minulosti bylo několik takových případů, například v březnu 1989 "Quebec Blackout."V Kanadě způsobené masivní sluneční erupcí vážně poškodila elektrickou síť. Některé satelity také utrpěly škody. Proto je nutné sledovat podmínky slunečního větru v blízkosti Země – jak jeho vlastnosti, jako je rychlost a hustota, magnetické pole síla a orientace a úrovně energetických částic (tj. prostor počasí) bude mít dopad na formy života a moderní lidskou společnost.
Jako 'předpověď počasí', může 'prostor dá se také předpovídat počasí? Co určuje sluneční vítr a jeho podmínky v blízkosti Země? Může dojít k nějakým vážným změnám prostor je počasí předem známo, aby bylo možné podniknout preventivní opatření k minimalizaci škodlivých dopadů na Zemi? A proč vůbec vzniká sluneční vítr?
Slunce je koule horkého elektricky nabitého plynu, a proto nemá jednoznačný povrch. Vrstva fotosféry je považována za povrch slunce, protože to můžeme pozorovat světlem. Vrstvy pod fotosférou směrem dovnitř k jádru jsou pro nás neprůhledné. Sluneční atmosféra je tvořena vrstvami nad fotosférickým povrchem Slunce. Je to průhledné plynné halo obklopující Slunce. Sluneční atmosféra, lépe viditelná ze Země během úplného zatmění Slunce, má čtyři vrstvy: chromosféru, oblast přechodu Slunce, korónu a heliosféru.
Sluneční vítr se tvoří v koroně, druhé vrstvě (zvnějšku) sluneční atmosféry. Korona je vrstva velmi horké plazmy. Zatímco teplota povrchu Slunce je asi 6000 K, průměrná teplota koróny je asi 1-2 miliony K. Mechanismus a procesy ohřevu koróny a zrychlení slunečního větru na velmi vysoká rychlost a expanze do meziplanetární prostor ještě není dobře pochopeno, 2 i když v nedávném článku se to výzkumníci snažili vyřešit pomocí fotonů pocházejících z axionu (hypotetické elementární částice temné hmoty). 3.
Občas je obrovské množství horké plazmy vyvrženo z koróny do nejvzdálenější vrstvy sluneční atmosféry (heliosféry). Zjistilo se, že výrony hmoty plazmy z koróny, nazývané Coronal Mass Ejections (CMEs), způsobují velké poruchy teploty, rychlosti, hustoty a slunečního větru. meziplanetární magnetické pole. Ty vytvářejí silné magnetické bouře v geomagnetickém poli Země 4. Erupce plazmatu z koróny zahrnuje urychlení elektronů a urychlení nabitých částic generuje rádiové vlny. Výsledkem je, že výrony koronální hmoty (CME) jsou také spojeny s výbuchy rádiových signálů ze Slunce. 5, Proto, prostor meteorologické studie by zahrnovaly studium načasování a intenzity masových výronů plazmatu z koróny ve spojení se souvisejícími slunečními výbuchy, což je rádiový výbuch typu IV trvající dlouhou dobu (více než 10 minut).
V minulosti byl studován výskyt rádiových záblesků v dřívějších slunečních cyklech (periodický cyklus magnetického pole Slunce každých 11 let) ve vztahu k výronům koronální hmoty (CME).
Jedna nedávná dlouhodobá statistická studie od Anshu Kumari a kol. z Univerzita v Helsinkách na rádiových záblescích pozorovaných ve slunečním cyklu 24 vrhá další světlo na asociaci dlouhotrvajících rádiových záblesků se širší frekvencí (nazývaných záblesky typu IV) s CME. Tým zjistil, že asi 81 % vzplanutí typu IV bylo následováno výrony koronální hmoty (CME). Asi 19 % vzplanutí typu IV nebylo doprovázeno CME. Kromě toho je pouze 2.2 % CME doprovázeno rádiovými záblesky typu IV 6.
Pochopení načasování dlouhodobých burstů typu IV a CME inkrementálním způsobem pomůže při návrhu a načasování probíhajících a budoucích prostor programy podle toho, aby se snížil jejich dopad na takové mise a nakonec na formy života a civilizaci na Zemi.
***
Reference:
- Bílá SM., nd. Solární rádio praskne a space Počasí. University of Maryland. Dostupné online na https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Zpřístupněno 29. Jamaury 2021.
- Aschwanden MJ et al 2007. Coronal Heating Paradox. The Astrophysical Journal, ročník 659, číslo 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070
- Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Řešení problému koronálního ohřevu pomocí fotonů axionového původu. Physics of the Dark Universe Volume 31, leden 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746
- Verma PL., et al 2014. Koronální výrony hmoty a poruchy v parametrech plazmy slunečního větru ve vztahu s geomagnetickými bouřemi. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060
- Gopalswamy N., 2011. Výrony koronální hmoty a sluneční rádiové emise. CDAW datové centrum NASA. Dostupné online na https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Zpřístupněno 29. ledna 2021.
- Kumari A., Morosan DE., a Kilpua EKJ., 2021. O výskytu slunečních radiových záblesků typu IV ve slunečním cyklu 24 a jejich spojení s výrony koronální hmoty. Publikováno 11. ledna 2021. The Astrophysical Journal, ročník 906, číslo 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878
***
