Rumvejrmodel simulerer solstorme fra ingenting

Vores evigt skiftende sol skyder kontinuerligt solmateriale ud i rummet. De største sådanne begivenheder er massive skyer, der bryder ud fra solen, kaldet koronale masseudstødninger, eller CME'er. Disse solstorme kommer ofte først med en eller anden form for advarsel - det lyse blink fra et blus, et udbrud af varme eller en byge af solenergipartikler. Men en anden slags storm har undret videnskabsmænd for dens mangel på typiske advarselstegn:De ser ud til at komme fra ingen steder, og videnskabsmænd kalder dem stealth CME'er.

Nu, et internationalt hold af videnskabsmænd, ledet af Space Sciences Laboratory ved University of California, Berkeley, og delvist finansieret af NASA, har udviklet en model, der simulerer udviklingen af ​​disse snigende solstorme. Forskerne stolede på NASA-missionerne STEREO og SOHO til dette arbejde, finjustere deres model, indtil simuleringerne matchede de rumbaserede observationer. Deres arbejde viser, hvordan en langsom, stille proces kan uventet skabe en snoet masse af magnetiske felter på solen, som så kniber af og suser ud i rummet - alt sammen uden nogen forudgående varsel.

Sammenlignet med typiske CME'er, som bryder ud fra solen så hurtigt som 1800 miles i sekundet, stealth CME'er bevæger sig i en vandregang - mellem 250 til 435 miles per sekund. Det er nogenlunde hastigheden af ​​den mere almindelige solvind, den konstante strøm af ladede partikler, der strømmer fra solen. Med den hastighed, stealth CME'er er typisk ikke kraftige nok til at drive store rumvejrshændelser, men på grund af deres indre magnetiske struktur kan de stadig forårsage mindre til moderate forstyrrelser af Jordens magnetfelt.

For at afdække oprindelsen af ​​stealth CME'er, forskerne udviklede en model af solens magnetfelter, simulerer deres styrke og bevægelse i solens atmosfære. Centralt i modellen var solens differentielle rotation, hvilket betyder, at forskellige punkter på solen roterer med forskellige hastigheder. I modsætning til Jorden, som roterer som et fast legeme, solen roterer hurtigere ved ækvator, end den gør ved sine poler.

Modellen viste, at differentiel rotation får solens magnetiske felter til at strække og sprede sig med forskellige hastigheder. Forskerne viste, at denne konstante proces genererer nok energi til at danne stealth CME'er i løbet af cirka to uger. Solens rotation belaster i stigende grad magnetiske feltlinjer over tid, til sidst fordrejer dem til en anstrengt spole af energi. Når nok spænding opbygges, spolen udvider sig og klemmer sammen til en massiv boble af snoede magnetfelter – og uden varsel – forlader den skjulte CME stille og roligt solen.

Sådanne computermodeller kan hjælpe forskerne med bedre at forstå, hvordan solen påvirker jordens rum, og potentielt forbedre vores evne til at forudsige rumvejr, som det gøres for nationen af ​​U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration. Et papir udgivet i Journal of Geophysical Research den 5. nov. 2016, opsummerer dette arbejde.