• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Geologi
    Att bli bättre solmeteorologer,
    Med hjälp från några monstervågor Denna NASA Solar Dynamics Observatory -vy över solen belyser den magnetiska solkoronan och en kraftfull solstrålning som bryter ut på lemmen. NASA/SDO

    Solen är en extrem kosmisk miljö där överhettade gaser broiler och solstrålar exploderar med energin från miljontals kärnstridsspetsar. Nyligen, astronomer har upptäckt Rossby -vågor som porlar genom denna helvetiska miljö. Dessa planetvågor identifierades först i jordens tempererade atmosfär 1939, och de är enorma - tänk global skala snarare än strandskala.

    Vad mer, upptäckten av Rossbyvågor i solkoronan kan så småningom hjälpa oss att förutse när nästa stora solstorm kommer att drabba oss. Astronomerna publicerade sina fynd i Nature Astronomy den 27 mars, 2017.

    Innan vi kommer in i Rossby -vågorna, här är en liten bakgrund:Jorden och solen har ett komplext och ofta våldsamt förhållande. Vår närmaste stjärna pumpar kontinuerligt stora mängder heta, joniserad gas (kallad plasma) i rymden som solvinden, och alla planeter i solsystemet känner effekterna av denna stadiga ström. En vacker effekt är samspelet mellan solvindpartiklar och jordens övre atmosfär - joner regnar på höga breddgrader, skapar ofta spektakulära norrsken, allmänt känd som norr- och södra ljuset.

    Men explosiva händelser, som soluppblåsningar och koronala massutstötningar - i grunden enorma bubblor av magnetiserade, överhettad plasma - kan ha dramatiska och ofta oförutsägbara effekter på vår planets magnetosfär (det globala magnetfältet) när den träffas. Dessa effekter är gemensamt kända som "rymdväder". I den yttersta änden av skalan, solstormar kan skapa förödelse - dödande satelliter, slå ut global kommunikation och till och med överbelasta elnät.

    Inte undra på att solastronomer har studerat vår sol mer i detalj än någonsin tidigare för att förutsäga vad vår sol kan kasta på oss nästa och hjälpa oss att förbereda oss för dåligt rymdväder - precis som en meteorolog skulle varna oss för en inkommande orkan.

    En oöverträffad solvy

    Upptäckten av dessa vågor på solen kom inte som en överraskning för solfysikern Scott McIntosh, som arbetar på National Center for Atmospheric Research (NCAR) i Boulder, Colorado, och är studiens huvudförfattare.

    "Det är trots allt en stor roterande boll, " han förklarar, med hänvisning till det faktum att Rossby -vågor naturligt bildas från Coriolis -kraften som verkar på stora roterande vätskekulor, som jordens atmosfär och hav. De påverkar kraftfullt vårt klimat- och vädersystem, och är associerade med jetströmmar på hög höjd och tryckregioner. Rossbyvågor har till och med setts på Mars och Venus. På solen, dock, dessa vågor drivs inte av atmosfäriska trycksystem utan snarare av magnetisk aktivitet - aktivitet som driver en rymdväder.

    Vår syn på solen har länge varit en avgörande vy mot jorden, men med tillägg av STEREO har vi för första gången, en hel solsikt. Detta är kritiskt om vi någonsin verkligen ska förstå hur solens magnetfält fungerar, rymdväderns drivrutiner. C. Alex Young, Solfysiker, NASA:s Goddard Space Flight Center

    Tills nu, att spåra vågor av denna skala på solen har varit mycket svårt, så McIntoshs team vände sig till observationsdata från tvilling NASA Solar and Terrestrial Relations Observatory (STEREO) rymdfarkoster och NASAs Solar Dynamics Observatory (SDO). Den informationen gav McIntoshs team en 360-graders vy runt solen för att spåra rörelserna från koronala "ljuspunkter" från alla sidor samtidigt. De ljuspunkter McIntoshs team fokuserade på att peppa hela solkoronan och är relaterade till små magnetiska områden i solens nedre atmosfär.

    När McIntosh och hans team analyserade data från 2010 till 2013 från STEREO och SDO, gör samtidiga mätningar från alla sidor av solen, stora vågliknande pulsationer spårades i solens nedre atmosfär under många månader. Grupper av ljuspunkter rörde sig västerut snabbare än det underliggande materialet; typiskt beteende för Rossbyvågor.

    Space Weather Triggers

    OK, så nu när vi är säkra på att Rossby-liknande vågor krusar runt solen, hur kan vi använda dem?

    "Vi vet att stora bloss och CME samlas i längd, latitud och tid - deras gruppering är nära knuten till överspänningar vid [magnetisk] fluxuppkomst - dessa stigningar kommer sannolikt att göra med det faktum att huvuddelen av magnetism dyker upp där det redan finns stark magnetism, "tillägger han." Så, om du vet var fältet är, och där det är mest troligt att utbrott, du kan få en bra grund för ... där utbrott sannolikt kommer att inträffa. "

    Solen genomgår en ungefärlig 22-årig cykel, vaxning och avtagande i magnetisk aktivitet, från "solminimum" (när antalet solfläckar och fläckaktivitet är lågt) till "solmaksimum" (när solfläckantalet når sin topp och flammande aktivitet är hög) och sedan tillbaka till solminimum igen. Ljuspunkterna krusar genom korona under denna cykel och är, intressant, mest förekommande under solminimum. Eftersom dessa funktioner är nära besläktade med solens inre magnetiska dynamo och dess naturliga kretslopp, denna studie kopplar den interna magnetiska aktiviteten till aktivitet på ytan, potentiellt nyckeln till att förfina rymdväderprognoser.

    "Vår syn på solen har länge varit en avgörande vy mot jorden, men med tillägg av STEREO har vi för första gången, en hel solutsikt, "solfysiker C. Alex Young, vid NASAs Goddard Space Flight Center, berättar för HowStuffWorks.

    "Detta är kritiskt om vi någonsin verkligen ska förstå hur solens magnetfält fungerar, rymdväderns drivrutiner. "

    McIntosh håller med, påpekar att kontinuerlig, 360-graders utsikt över solen är avgörande:"Vi MÅSTE göra detta, gör magnetfältmätningarna HELA tiden för att komma före rymdväderns "problem". "

    Tyvärr, NASA tappade kontakten med en av STEREO-rymdfarkosterna 2014. Även om begränsad kommunikation med sonden nyligen återupprättades, dess livslängd är sannolikt över. Oavsett, bekräftelsen av dessa monstervågor som slingrar sig genom koronaen understryker behovet av kontinuerlig övervakning av solen om vi verkligen ska bli exakta solmeteorologer.

    Nu är det mycket pengar

    Skulle det värsta hända, och en historisk koronal massutstötning förvånar oss, vissa uppskattningar tyder på att den resulterande skadan kan kosta den amerikanska ekonomin 42 miljarder dollar per dag .

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com