Solar wind, die stroom van elektries gelaaide deeltjies wat uit die buitenste atmosferiese laag korona van Son voortspruit, hou bedreiging in vir lewensvorm en elektriese tegnologie-gebaseerde moderne menslike samelewing. Die aarde se magnetiese veld bied beskerming teen die inkomende sonkrag wind deur hulle weg te lei. Drasties sonkrag gebeure soos massa-uitwerping van elektries gelaaide plasma uit die korona van Son skep versteurings in die sonkrag wind. Daarom, studie van versteurings in die toestande van sonkrag wind (genoem ruimte weer) is 'n noodsaaklikheid. Coronal Mass Ejection (CME's), ook genoem 'sonkrag storms' of 'ruimte storms' word geassosieer met die sonkrag radio bars. Studie van sonkrag radio-uitbarstings in die radiosterrewagte kan 'n idee gee oor CME's en sonwindtoestande. Die eerste statistiese studie (onlangs gepubliseer) van 446 aangetekende tipe IV-radio-uitbarstings wat in die laaste sonsiklus 24 waargeneem is (elke siklus verwys na die verandering in Son se magnetiese veld elke 11 jaar), het bevind dat die meerderheid van die langdurige tipe IV-radio Solar Bars het gepaard gegaan met Coronal Mass Ejection (CME's) en versteurings in die sonwindtoestande.
Net soos die weer op Aarde deur die steurings in die wind beïnvloed word, ruimte weer' word beïnvloed deur die versteurings in die 'sonwind'. Maar die ooreenkoms eindig hier. Anders as wind op Aarde wat uit lug bestaan wat uit atmosferiese gasse soos stikstof, suurstof ens bestaan, bestaan die sonwind uit oorverhitte plasma wat bestaan uit elektries gelaaide deeltjies soos elektrone, protone, alfa-deeltjies (heliumione) en swaar ione wat voortdurend uit die son se atmosfeer in alle rigtings insluitend in die rigting van die aarde.
Son is die uiteindelike bron van energie vir lewe op aarde en word dus in baie kulture gerespekteer as gewer van lewe. Maar daar is ook 'n ander kant. Die sonwind, die aaneenlopende stroom elektries gelaaide deeltjies (nl. plasma) wat uit die sonatmosfeer ontstaan, hou 'n bedreiging vir die lewe op Aarde in. Danksy die Aarde se magneetveld wat die meeste van die ioniserende sonwind weg (van die Aarde) afbuig en die Aarde se atmosfeer wat die meeste van die oorblywende straling absorbeer en sodoende beskerming bied teen die ioniserende straling. Maar daar is meer daaraan – benewens bedreiging vir die biologiese lewensvorme, hou sonwind ook 'n bedreiging in vir elektrisiteit en tegnologie-gedrewe moderne samelewing. Die elektroniese en rekenaarstelsels, kragnetwerke, olie- en gaspypleidings, telekommunikasie, radiokommunikasie insluitend selfoonnetwerke, GPS, ruimte sendings en programme, satellietkommunikasie, internet ens. – dit alles kan moontlik ontwrig en tot stilstand gebring word deur versteurings in sonwind1. Ruimtevaarders en die ruimtetuie is veral in gevaar. Daar was verskeie gevalle hiervan in die verlede, bv. Maart 1989 'Quebec Blackout' in Kanada veroorsaak as gevolg van massiewe sonvlam het die kragnetwerk erg beskadig. Sommige satelliete het ook skade gely. Daarom is die noodsaaklikheid om waaksaam te wees oor toestande van die sonwind in die omgewing van die Aarde – hoe sy eienskappe soos spoed en digtheid, magneetveld sterkte en oriëntasie, en energieke deeltjievlakke (bv. ruimte weer) 'n impak op lewensvorme en die moderne menslike samelewing sal hê.
Soos 'weervoorspelling', kan 'ruimte weer' ook voorspel word? Wat bepaal die sonwind en sy toestande in die omgewing van die Aarde? Kan enige ernstige veranderinge in ruimte weer vooraf bekend wees om voorkomende aksies te neem om skadelike impak op Aarde te verminder? En hoekom enigsins vorm die sonwind?
Son is 'n bal warm elektries gelaaide gas en daarom het dit nie 'n definitiewe oppervlak nie. Die fotosfeerlaag word as oppervlak van die son behandel, want dit is wat ons met lig kan waarneem. Lae onder die fotosfeer na binne na die kern is vir ons ondeursigtig. Sonatmosfeer bestaan uit lae bo die fotosfeeroppervlak van die son. Dit is die deursigtige gasvormige halo wat die Son omring. Beter gesien vanaf die Aarde tydens die totale sonsverduistering, het die sonatmosfeer vier lae: chromosfeer, sonoorgangstreek, korona en heliosfeer.
Sonwind word gevorm in korona, die tweede laag (van buite) van die sonatmosfeer. Corona is 'n laag baie warm plasma. Terwyl die temperatuur van die oppervlak van die Son ongeveer 6000K is, is die gemiddelde temperatuur van korona ongeveer 1-2 miljoen K. Genoem 'Coronal Heating Paradox', die meganisme en die prosesse van verhitting van korona en versnelling van die sonwind tot baie hoë spoed en uitbreiding in interplanetêre ruimte nog nie goed verstaan nie, 2 alhoewel in 'n onlangse referaat, het navorsers probeer om dit op te los deur middel van aksion (die hipotetiese donker materie elementêre deeltjie) oorsprong fotone 3.
Soms word groot hoeveelhede warm plasma uit die korona in die buitenste laag sonatmosfeer (heliosfeer) uitgestoot. Genoem Coronal Mass Ejections (CME's), word gevind dat die massa-uitstoot van plasma uit korona groot versteurings in sonwindtemperatuur, -snelheid, -digtheid en interplanetêre magnetiese veld. Dit skep sterk magnetiese storms in die geomagnetiese veld van die Aarde 4. Uitbarsting van plasma uit korona behels versnelling van elektrone en versnelling van gelaaide deeltjies genereer radiogolwe. As gevolg hiervan word Coronal Mass Ejections (CME's) ook geassosieer met sarsies van radioseine van die Son 5. daarom, ruimte weerstudies sal die bestudering van tydsberekening en intensiteit van massa-uitstoot van plasma uit die korona behels in samewerking met die gepaardgaande sonsbars, wat 'n tipe IV-radio-uitbarsting is wat vir lang duur (meer as 10 min.) duur.
Die voorkoms van radio-uitbarstings in die vroeëre sonsiklusse (die periodieke siklus van Son se magneetveld elke 11 jaar) met betrekking tot koronale massa-uitwerpings (CME's) is in die verlede bestudeer.
Een onlangse langtermyn statistiese studie deur Anshu Kumari et al. van Universiteit van Helsinki op radiosarsies waargeneem in die sonsiklus 24, werp verdere lig op die assosiasie van langdurige, wyer frekwensie-radiosarsies (genoem tipe IV-sarsies) met CME's. Die span het bevind dat ongeveer 81% van die tipe IV-uitbarstings gevolg is deur koronale massa-uitwerpings (CME's). Ongeveer 19% van tipe IV-uitbarstings was nie vergesel van CME's nie. Daarbenewens word slegs 2.2% van die CME's vergesel deur tipe IV-radio-uitbarstings 6.
Om die tydsberekening van tipe IV langdurige uitbarstings en die CME's op 'n inkrementele wyse te verstaan, sal help met die ontwerp en tydsberekening van die deurlopende en toekomstige ruimte programme dienooreenkomstig, om die impak daarvan op sulke missies en uiteindelik op die lewensvorme en die beskawing op Aarde te verminder.
***
Verwysings:
- Wit SM., nd. Sonradio bars en ruimte Weer. Universiteit van Maryland. Aanlyn beskikbaar by https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Toegang op 29 Jamaury 2021.
- Aschwanden MJ et al 2007. Die Koronale Verhitting Paradoks. The Astrophysical Journal, Volume 659, Nommer 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070
- Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Koronale verwarming probleem oplossing deur middel van aksion oorsprong fotone. Fisika van die Donker Heelal Volume 31, Januarie 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746
- Verma PL., et al 2014. Koronale massa-uitwerpings en versteurings in sonwindplasmaparameters in verband met geomagnetiese storms. Tydskrif vir Fisika: Konferensiereeks 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060
- Gopalswamy N., 2011. Koronale massa-uitwerpings en sonkragradio-emissies. CDAW-datasentrum NASA. Aanlyn beskikbaar by https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Toegang op 29 Januarie 2021.
- Kumari A., Morosan DE., en Kilpua EKJ., 2021. Oor die voorkoms van tipe IV sonkragradio-uitbarstings in sonsiklus 24 en hul assosiasie met koronale massa-uitwerpings. Gepubliseer 11 Januarie 2021. The Astrophysical Journal, Volume 906, Nommer 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878
***
