Nyt solur kvantificerer ekstremt rumvejrkontakt til/fra

Ekstreme vejrhændelser i rummet kan påvirke systemer som satellitter, kommunikationssystemer, strømfordeling og luftfart. De er drevet af solaktivitet, som er kendt for at have en uregelmæssig, men omkring 11 års cyklus. Ved at udtænke en ny, almindeligt 'solur', forskere har fundet ud af, at tænd og sluk for perioder med høj solaktivitet er ret skarp, og er i stand til at bestemme tænd/sluk-tider. Deres analyse viser, at mens ekstreme begivenheder kan ske når som helst, de er meget mindre tilbøjelige til at forekomme i det stille interval.

Uret vil hjælpe videnskabsmænd med at bestemme mere præcist, hvornår risikoen for solstorme er størst og hjælpe med at planlægge rumvejrets påvirkning af vores ruminfrastruktur, vigtigt, da den næste aktivering kan være nært forestående, da solaktiviteten bevæger sig fra sit nuværende minimum.

Udgivet i Geofysiske forskningsbreve af et team ledet af University of Warwick, soluret bruger den daglige solpletnummer, der er tilgængelig siden 1818, til at kortlægge solaktivitet over 18 solcyklusser til en standardiseret 11 års cyklus eller 'ur'. Ikke to solcyklusser er ens, men ved at bruge en matematisk teknik kendt som Hilbert-transformationen, forskerne var i stand til at standardisere solaktivitetscyklussen for første gang.

Uret afslørede, at overgangene mellem stille og aktive perioder i solaktivitet er skarpe. Når først uret er konstrueret ud fra solpletobservationer, kan det bruges til at bestille observationer af solaktivitet og rumvejr. Disse omfatter forekomsten af ​​soludbrud set i røntgenstråler af GOES-satellitterne og F10.7 solar radioflux, der sporer solens koronale aktivitet. Disse er alle drivkræfter bag rumvejr på Jorden, hvor den længste rekord er aa-indekset baseret på magnetfeltmålinger i Storbritannien og Australien, der går over 150 år tilbage. Alle disse observationer viser det samme skarpe tænd- og sluktidspunkt for aktivitet.

Når tidligere tænd/sluk-tider er opnået fra uret, forekomsten af ​​ekstreme begivenheder, når solen er aktiv eller stille kan beregnes.

Hovedforfatter professor Sandra Chapman, fra University of Warwicks Center for Fusion, Rum og astrofysik, sagde:"Forskere bruger deres liv på at prøve at læse naturens bog. Nogle gange skaber vi en ny måde at transformere dataene på, og det, der så ud til at være rodet og kompliceret, er pludselig smukt enkelt. I dette tilfælde, vores solur-metode viste tydelige "sluk"- og "sluk"-tider og afgrænsede stille og aktive intervaller for rumvejr for første gang.

"Store begivenheder kan ske når som helst, men er meget mere sandsynligt omkring sol maksimum. Ved rent at sortere observationerne finder vi, at i 150 års geomagnetisk aktivitet på jorden, kun nogle få procent forekommer under disse stille forhold.

"Evnen til at vurdere risikoen for, at en fremtidig solsuperstorm opstår, er afgørende for rum- og jordbaserede teknologier, der er særligt følsomme over for rumvejr, såsom satellitter, kommunikationssystem, strømfordeling og luftfart.

"Hvis du har et system, der er følsomt over for rumvejr, skal du vide, hvor sandsynligt en stor begivenhed er, og det er nyttigt at vide, når vi er i en stille periode, da det tillader vedligeholdelse og andre aktiviteter, der midlertidigt gør systemerne mere skrøbelige."

Forskningen var medforfatter af Scott Mcintosh fra National Center for Atmospheric Research, Robert Leamon fra University of Maryland og NASAs Goddard Space Flight Center og Nick Watkins fra University of Warwick og London School of Economics and Political Science.

Robert Leamon sagde:"Hilbert-transformationen er en virkelig kraftfuld teknik på tværs af hele videnskaben. Sandra foreslog det til mig på et helt andet projekt - dette er virkelig en serendipit kæde af begivenheder - på grund af hendes arbejde med laboratoriefusionsplasmaer, og når vi anvendte det på solpletter, vi så det bundet til den skarpe aktivering, som vi havde set andre steder. Sandra så derefter slukningen og kiggede på aa-indekset."

Scott Mcintosh sagde:"Vi forudser, at den dør, som dette innovative arbejde åbner, vil føre til udvikling af meningsfulde klimatologier for solaktivitet og forbedret forudsigelighed, der vil følge af det."

"Kvantificering af solcyklusmodulationen af ​​ekstremt rumvejr" er udgivet i Geofysiske forskningsbreve .