Hvordan solar fakler fungerer

Hvilke risikoer utgjøres av solutbrudd?

VICTOR HABBICK VISIONS/Getty Images

Et plutselig lysglimt på solens overflate kalles et solutbrudd. Hvis effekten sees på en stjerne ved siden av Sol , kalles fenomenet en stjernebluss. En stjerne- eller solflamme frigjør en enorm mengde energi , vanligvis i størrelsesorden 1 × 10²⁵ joule , over et bredt spekter av bølgelengder og partikler. Denne energimengden kan sammenlignes med eksplosjonen av 1 milliard megatonn TNT eller ti millioner vulkanutbrudd. I tillegg til lys, kan en solflamme skyte ut atomer, elektroner og ioner i verdensrommet i det som kalles en koronal masseutkast. Når partikler frigjøres av solen, er de i stand til å nå jorden i løpet av en dag eller to. Heldigvis kan massen bli kastet utover i alle retninger, så jorden er ikke alltid påvirket. Dessverre er ikke forskere i stand til å forutsi bluss, bare gi en advarsel når en har skjedd.

Den kraftigste solflammen var den første som ble observert. Hendelsen fant sted 1. september 1859, og kalles Solstorm av 1859 eller 'Carrington Event'. Det ble rapportert uavhengig av astronomen Richard Carrington og Richard Hodgson. Dette blusset var synlig for det blotte øye, satte telegrafsystemer i brann, og produserte nordlys helt ned til Hawaii og Cuba. Mens forskere på den tiden ikke hadde evnen til å måle styrken til solflammen, var moderne forskere i stand til å rekonstruere hendelsen basert på nitrat og isotopen beryllium-10 produsert fra strålingen. I hovedsak ble bevis på fakkelen bevart i is på Grønland.

Hvordan en solar fakkel fungerer

Som planeter består stjerner av flere lag. Ved et solutbrudd påvirkes alle lag av solens atmosfære. Med andre ord frigjøres energi fra fotosfæren, kromosfæren og koronaen. Flammer har en tendens til å oppstå nær solflekker , som er områder med intense magnetiske felt. Disse feltene knytter atmosfæren til solen til dens indre. Flares antas å være et resultat av en prosess som kalles magnetisk gjenkobling, når løkker av magnetisk kraft brytes fra hverandre, går sammen igjen og frigjør energi. Når magnetisk energi plutselig frigjøres av koronaen (plutselig i løpet av få minutter), akselereres lys og partikler ut i verdensrommet. Kilden til det frigjorte materialet ser ut til å være materiale fra det ikke-tilknyttede spiralformede magnetfeltet, men forskere har ikke helt funnet ut hvordan fakler fungerer og hvorfor det noen ganger er flere frigjorte partikler enn mengden i en koronalsløyfe. Plasma i det berørte området når temperaturer i størrelsesorden titalls millioner Kelvin , som er nesten like varm som solens kjerne.Elektronene, protonene og ionene akselereres av den intense energien til nesten lysets hastighet. Elektromagnetisk stråling dekker hele spekteret, fra gammastråler til radiobølger. Energien som frigjøres i den synlige delen av spekteret gjør at noen solflammer kan observeres for det blotte øye, men mesteparten av energien er utenfor det synlige området, så bluss blir observert ved hjelp av vitenskapelig instrumentering. Hvorvidt en solflamme er ledsaget av en koronal masseutkast eller ikke, er ikke lett forutsigbart. Solflammer kan også frigjøre en fakkelspray, som involverer utstøting av materiale som er raskere enn en solprominens. Partikler frigjort fra en fakkelspray kan oppnå en hastighet på 20 til 200 kilometer per sekund (kps). For å sette dette i perspektiv lysets hastighet er 299,7 kps!

Hvor ofte oppstår solflammer?

Mindre solutbrudd forekommer oftere enn store. Frekvensen av en eventuell bluss avhenger av solens aktivitet. Etter den 11-årige solsyklusen kan det være flere oppbluss per dag i løpet av en aktiv del av syklusen, sammenlignet med færre enn én per uke i en stille fase. Under høy aktivitet kan det være 20 bluss om dagen og over 100 per uke.

Hvordan solar fakler er klassifisert

En tidligere metode for klassifisering av solflammer var basert på intensiteten til Hα-linjen i solspekteret. Det moderne klassifiseringssystemet kategoriserer fakler i henhold til deres toppstrøm på 100 til 800 picometer røntgenstråler, som observert av GOES-romfartøyet som går i bane rundt jorden.

Klassifisering	Peak Flux (Watt per kvadratmeter)
EN	<10−7
B	10−7– 10−6
C	10−6– 10−5
M	10−5– 10−4
X	> 10−4

Hver kategori er videre rangert på en lineær skala, slik at en X2 fakkel er dobbelt så kraftig som en X1 fakkel.

Vanlige risikoer fra solflammer

Solutbrudd produserer det som kalles solvær på jorden. Solvinden påvirker jordens magnetosfære, produserer nordlys og australis, og utgjør en strålingsrisiko for satellitter, romfartøyer og astronauter. Mesteparten av risikoen er for objekter i lav bane rundt jorden, men koronale masseutkast fra solflammer kan slå ut kraftsystemer på jorden og deaktivere satellitter fullstendig. Hvis satellitter skulle falle ned, ville mobiltelefoner og GPS-systemer være uten tjeneste. De ultrafiolett lys ogrøntgenstrålerutgitt av en fakkel forstyrrer langdistanseradio og øker sannsynligvis risikoen for solbrenthet og kreft.

Kan et solutbrudd ødelegge jorden?

Med et ord: ja. Mens planeten selv ville overleve et møte med en 'superflare', kunne atmosfæren bli bombardert med stråling og alt liv kunne bli utslettet. Forskere har observert utgivelsen av superbluss fra andre stjerner som er opptil 10 000 ganger kraftigere enn en typisk solflamme. Mens de fleste av disse blusene forekommer i stjerner som har kraftigere magnetfelt enn vår sol, er stjernen i omtrent 10 % av tiden sammenlignbar med eller svakere enn solen. Fra å studere treringer, mener forskere at Jorden har opplevd to små superbluss - en i 773 e.Kr. og en annen i 993 C.E. Det er mulig vi kan forvente en superbluss omtrent en gang i årtusenet. Sjansen for en superflare på utryddelsesnivå er ukjent.

Selv vanlige bluss kan ha ødeleggende konsekvenser. NASA avslørte at Jorden var så vidt savnet et katastrofalt solutbrudd den 23. juli 2012. Hvis blusset hadde skjedd bare en uke tidligere, da det ble rettet direkte mot oss, ville samfunnet blitt slått tilbake til den mørke middelalderen. Den intense strålingen ville ha deaktivert elektriske nett, kommunikasjon og GPS på global skala.

Hvor sannsynlig er en slik hendelse i fremtiden? Fysiker Pete Rile beregner oddsen for en forstyrrende solflamme er 12 % per 10 år.

Hvordan forutsi solflammer

Foreløpig kan ikke forskere forutsi et solutbrudd med noen grad av nøyaktighet. Høy solflekkaktivitet er imidlertid assosiert med økt sjanse for fakkelproduksjon. Observasjon av solflekker, spesielt typen som kalles deltaflekker, brukes til å beregne sannsynligheten for at et bluss oppstår og hvor sterkt det vil være. Hvis en sterk fakkel (M eller X klasse) er spådd, utsteder US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et varsel/varsel. Vanligvis tillater advarselen 1-2 dagers forberedelse. Hvis det oppstår et solfakkel og koronal masseutkast, avhenger alvorlighetsgraden av fakkelens innvirkning på jorden av typen partikler som frigjøres og hvor direkte faklet vender mot jorden.

Kilder

• ' Big Sunspot 1520 lanserer X1.4 Class Flare med jordrettet CME '. NASA. 12. juli 2012.
• 'Beskrivelse av et enestående utseende sett i solen 1. september 1859', Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v20, pp13+, 1859.
• Karoff, Christopher. 'Observasjonsbevis for økt magnetisk aktivitet av superflare stjerner.' Nature Communications bind 7, Mads Faurschou Knudsen, Peter De Cat, et al., Artikkelnummer: 11058, 24. mars 2016.