Solstorme kan være mere ekstreme, hvis de glider efter hinanden

Modellering af en ekstrem rumvejrbegivenhed, der snævert gik glip af Jorden i 2012, viser, at det kunne have været endnu værre, hvis det var parret med en anden begivenhed.

Resultaterne tyder på, at rumvejrsforudsigelser bør opdateres for at inkludere, hvor tætte begivenheder forbedrer hinanden.

Koronale masseudstødninger (CME'er) er udbrud af enorme mængder magnetiseret materiale fra solen, der rejser med høje hastigheder, frigiver en enorm mængde energi på kort tid. Når de når Jorden, disse solstorme udløser fantastiske nordlysskærme, men kan forstyrre elnettet, satellitter og kommunikation.

Disse mest ekstreme "rumvejr"-begivenheder har potentialet til at blive katastrofale, forårsage strømafbrydelser, der ville deaktivere alt tilsluttet en stikkontakt og beskadigelse af transformatorer, der kunne tage år at reparere. Nøjagtig overvågning og forudsigelser er derfor vigtige for at minimere skader.

Nu, et forskerhold ledet af Imperial College London har vist, hvordan CME'er kan være mere ekstreme end hidtil antaget, når to begivenheder følger hinanden. Deres resultater offentliggøres i dag i et særnummer af Solfysik med fokus på rumvejr.

Teknologiske blackouts

Holdet undersøgte en stor CME, der fandt sted den 23. juli 2012 og snævert missede Jorden med et par dage. CME blev anslået til at rejse omkring 2, 250 kilometer i sekundet, gør det sammenligneligt med en af ​​de største begivenheder nogensinde registreret, den såkaldte Carrington-begivenhed i 1859. Skadeestimater for en sådan begivenhed, der rammer Jorden i dag, er løbet op i billioner af dollars.

Hovedforfatter Dr. Ravindra Desai, fra Institut for Fysik ved Imperial, sagde:"Begivenheden den 23. juli 2012 er den mest ekstreme rumvejrbegivenhed i rumalderen, og hvis denne begivenhed ramte Jorden, kunne konsekvenserne forårsage teknologisk blackout og alvorligt forstyrre samfundet, da vi i stadig højere grad er afhængige af moderne teknologier i vores daglige liv. Vi finder dog, at denne begivenhed faktisk kunne have været endnu mere ekstrem - hurtigere og mere intens - hvis den var blevet lanceret flere dage tidligere direkte bag en anden begivenhed."

For at afgøre, hvad der gjorde CME så ekstrem, holdet undersøgte en af ​​de mulige årsager:frigivelsen af ​​en anden CME den 19. juli 2012, blot et par dage før. Det er blevet foreslået, at en CME kan "rydde vejen" for en anden.

CME'er rejser hurtigere end den omgivende solvind, strømmen af ​​ladede partikler, der konstant strømmer fra solen. Dette betyder, at solvinden udøver modstand på den rejsende CME, bremse det.

Imidlertid, hvis en tidligere CME for nylig er gået igennem, solvinden vil blive påvirket på en sådan måde, at den ikke vil bremse den efterfølgende CME så meget. Dette svarer til, hvordan racerkørere "slipstreamer" efter hinanden for at opnå en hastighedsfordel.

Forstørrer ekstreme rumvejrhændelser

Holdet skabte en model, der nøjagtigt repræsenterede karakteristikaene for begivenheden den 23. juli og derefter simulerede, hvad der ville ske, hvis det var sket tidligere eller senere – dvs. tættere på eller længere fra arrangementet den 19. juli.

De fandt ud af, at på tidspunktet for begivenheden den 23. juli var solvinden stort set kommet sig over begivenheden den 19. juli, så den forrige begivenhed havde ringe indflydelse. Imidlertid, deres model viste, at hvis sidstnævnte CME havde fundet sted tidligere, tættere på begivenheden den 19. juli, så ville det have været endnu mere ekstremt – måske nået hastigheder på op til 2750 kilometer i sekundet eller mere.

Han Zhang, medforfatter og studerende, der arbejdede på udviklingen af ​​denne modelleringsevne, sagde:"Vi viser, at fænomenet "solvind forkonditionering, "hvor en indledende CME får en efterfølgende CME til at rejse hurtigere, er vigtig for at forstørre ekstreme rumvejrhændelser. Vores model resultater, viser effektens størrelse og hvor længe effekten varer, kan bidrage til den nuværende indsats for at forudsige rumvejr."

Solen går nu ind i sin næste 11-årige cyklus med stigende aktivitet, hvilket giver øgede chancer for jordbundne solstorme. Emma Davis, medforfatter og ph.d. studerende, sagde:"Der har tidligere været tilfælde af successive solstorme, der bombarderer Jorden, såsom Halloween-stormene i 2003. I denne periode, solen producerede mange soludbrud, med tilhørende CME'er med hastigheder omkring 2000 km/s. Disse hændelser beskadigede satellitter og kommunikationssystemer, forårsagede, at fly blev omdirigeret, og en strømafbrydelse i Sverige. Der er altid mulighed for, at lignende eller værre scenarier opstår denne næste solcyklus, Derfor er præcise modeller for forudsigelse afgørende for at hjælpe med at afbøde deres virkninger."

"Tredimensionelle simuleringer af solvind-forbehandling og den interplanetariske koronale masseudstødning den 23. juli 2012, " af Ravindra Desai, Han Zhang, Emma Davis, Julia Stawarz, Joan Mico-Gomez og Pilar Iváñez-Ballesteros, er udgivet i Solfysik .