Plama słoneczna sześć razy większa od średnicy Ziemi uformowała się na słońcu w środę. Zdjęcie za pośrednictwem NASA / SDO / AIA / HMI / Goddard Space Flight Center
W środę NASA opublikowała obraz serii ogromnych plam słonecznych uchwyconych w Obserwatorium Dynamiki Słońca, orbitującym teleskopie. Plamy słoneczne - ciemne plamy na środku obrazu - szacuje się na większą średnicę niż sześć Ziem umieszczonych obok siebie.
Te plamy słoneczne nie stanowią nieodłącznego niebezpieczeństwa - są jedynie tymczasowymi obszarami o intensywnej aktywności magnetycznej, które hamują normalne prądy konwekcyjne Słońca - ale czasami niestabilny obszar wokół plam słonecznych może wywołać niezwykle duży rozbłysk słoneczny (poniżej), wyrzucając strumienie promieniowanie na zewnątrz od słońca. Wystarczająco duży rozbłysk słoneczny może doprowadzić do zmiany wiatru słonecznego na tyle istotnego, aby wywołać burzę geomagnetyczną na Ziemi, z potencjałem zwarcia obwodów na satelitach i zakłócenia naszej infrastruktury telekomunikacyjnej na całym świecie.
Żeby było jasne, taki scenariusz wydaje się mało prawdopodobny z obecnego zestawu plam słonecznych - SpaceWeather.com wskazuje, że istnieje obecnie tylko 15% szans na rozbłyski klasy X, minimalny poziom niezbędny do wybicia satelitów i naziemnych technologie komunikacyjne. Ale postanowiliśmy wykorzystać tę okazję, aby wyobrazić sobie, jak daleko sięgają skutki masywnego rozbłysku słonecznego w dzisiejszym ultra połączonym świecie.
Zdarza się, że przynajmniej raz podczas zarejestrowanej historii miało miejsce zdarzenie słoneczne tej wielkości: burza słoneczna z 1859 r. 1 i 2 września tego roku miała miejsce największa burza geomagnetyczna w zarejestrowanej historii, powodująca zorze polarne ( światła północne i południowe), aby były widoczne na całym świecie. Amerykański i komercyjny reklamodawca Baltimore napisał:
Ci, którym zdarzyło się wyjść w czwartek wieczorem, mieli okazję być świadkami kolejnego wspaniałego pokazu zorzy polarnej ... Światło wydawało się obejmować cały firmament, najwyraźniej jak świetlisty obłok, przez który niewyraźnie świeciły gwiazdy większej wielkości. Światło było większe niż księżyc w pełni, ale miało nieopisaną miękkość i delikatność, która zdawała się otaczać wszystko, na czym spoczywał.
Oczywiście, ogromna burza słoneczna spowodowała również uszkodzenia, wywołując awarie telegraficzne (powodując nawet wstrząsy elektryczne operatorów) i powodując nagłe iskrzenie i zapalenie się niektórych słupów telegraficznych.
Znacznie mniejsza burza słoneczna miała miejsce w 1989 r., Powodując odcięcie zasilania w większej części Quebecu na ponad 9 godzin, zakłócając komunikację z kilkoma satelitami na orbicie i zakłócając transmisję krótkofalowego radia w Rosji. Zorza była podobno widoczna tak daleko na południu jak Floryda i Georgia; biorąc pod uwagę trwającą zimną wojnę i fakt, że wielu nigdy wcześniej nie widziało tego zjawiska, niektórzy obawiali się, że trwa atak nuklearny.
W jaki sposób aktywność słoneczna w odległości 93 milionów mil doprowadziła do takiego zniszczenia? Tego rodzaju burze są wynikiem nagłego wyrzutu masy koronalnej (CME) - masowego wybuchu plazmy słonecznej (elektronów, protonów i jonów), który wystrzeliwuje w przestrzeń kosmiczną - co często występuje obok szczególnie dużych rozbłysków słonecznych.
Wiatr słoneczny jest ciągłym strumieniem naładowanych cząstek wyrzucanych ze Słońca w kierunku Ziemi, ale szczególnie duży CME może doprowadzić do wystarczająco dużego wzrostu prędkości i energii cząstek, aby zakłócić pole magnetyczne otaczające Ziemię. To z kolei powoduje zorzę polarną i zakłócenia w naszym sprzęcie telekomunikacyjnym, które opierają się na siłach elektromagnetycznych.
Artystyczny rendering wiatru słonecznego oddziałującego z ziemskim polem magnetycznym. Zdjęcie za pośrednictwem NASA
Gdyby doszło dzisiaj do CME tak dużego, jak ten, który wywołał burzę w 1859 r., Konsekwencje mogłyby być katastrofalne. Biorąc pod uwagę wzrost naszego uzależnienia od energii elektrycznej i telekomunikacji (nawet od 1989 r.), Skutki z pewnością byłyby znacznie bardziej znaczące niż nieprawidłowe działanie pylonów telegraficznych.
Trudno docenić, jak wiele aspektów współczesnego życia opiera się na technologiach, na które można wpłynąć. Jak powiedział Daniel Baker z Laboratorium Fizyki Atmosfery i Kosmosu Uniwersytetu Colorado w National Geographic w 2011 roku: „Za każdym razem, gdy kupujesz galon gazu za pomocą karty kredytowej, jest to transakcja satelitarna”. Gigantyczna burza może zakłócić działanie naszych systemów GPS, komunikację z samolotami w locie i innymi kluczowymi technologiami satelitarnymi.
Jednak największym problemem, jak twierdzą eksperci, byłyby zakłócenia w naszej sieci energetycznej - jak wskazuje raport OECD z 2011 r. (PDF) na temat skutków burz słonecznych: „Energia elektryczna to podstawowa technologia współczesnego społeczeństwa, od której zależą praktycznie wszystkie inne infrastruktury i usługi . ”Gwałtowny wzrost wiatru słonecznego może zniszczyć transformatory energetyczne poprzez stopienie ich uzwojenia miedzianego, a zwłaszcza w wysoce połączonych regionach (takich jak Wschodnie Wybrzeże) awarie transformatorów mogą wywoływać efekty kaskadowe, rozkładając przerwy w zasilaniu na duże obszary.
W jednej analizie przeanalizowano burzę z 1921 r. - która była dziesięć razy silniejsza niż wydarzenie z 1989 r. - i oszacowano, że gdyby miała miejsce dzisiaj, pozostawiłaby około 130 milionów ludzi bez prądu, potencjalnie wpływając na dystrybucję wody i żywności, ogrzewanie i klimatyzację, ścieki usuwanie i wiele innych aspektów infrastruktury, które codziennie przyjmujemy za pewnik. Całkowity koszt jeszcze większej burzy, takiej jak wydarzenie w 1859 r., Może być ogromny: szacuje się, że w pierwszym roku szacuje się ją na 1–2 bilionów dolarów, a całkowite wyleczenie może zająć łącznie 4–10 lat.
Dobrą wiadomością jest to, że CME wystarczająco duże, aby wywołać zakłócenia, takie jak burza w 1859 r., Są rzadkie - aby doszło do najpoważniejszych szkód, CME musi być skierowane w takiej odległości, aby Ziemia otrzymała siłę uderzenia. Na szczęście aktywność słoneczna występuje w cyklu trwającym około 11 lat, podczas którego wszystkie rodzaje aktywności słonecznej (w tym liczba plam słonecznych, częstotliwość rozbłysków i poziom wyrzutów masy) wahają się od wysokiej do niskiej i z powrotem do wysokiej jeszcze raz. Jesteśmy jednak blisko szczytu cyklu, który, jak przewiduje NASA, nastąpi tej jesieni.
Zarówno NASA, jak i Narodowe Centrum Prognozy Pogody Kosmicznej (National Weather Service) monitorują aktywność Słońca i wydają ostrzeżenia, gdy wystąpią CME i inne zmiany w wietrze słonecznym. Obecna 3-dniowa prognoza SWPC nie przewiduje burz w weekend, pomimo tej nowej ogromnej plamy słonecznej.
Gdyby zauważono masywną CME, takie 3-dniowe prognozy dają nam trochę czasu na realizację: istnieją pewne środki, które mogą zastosować narzędzia elektryczne w celu ochrony swojego sprzętu, takie jak szybkie odłączanie transformatorów. Loty polarne, które podróżują na najwyższych wysokościach, można przekierować, aby uniknąć kontaktu z uszkadzającymi cząstkami słonecznymi, a niektóre satelity można przełączyć w tryb bezpieczny, aby zminimalizować uszkodzenia. Przynajmniej na Ziemi mielibyśmy czas na przygotowanie się na potencjalne przerwy w dostawie prądu i inne problemy.
