solstorm

Illustrasjonen viser en Coronal Mass Ejection observert 19. februar 2003 på vei mot Jorden som her er tegnet omgitt av sitt beskyttende geomagnetiske felt.
SOHO/LASCO/EIT (ESA & NASA).
Lisens: Brukerspesifisert

Solstorm er et fenomen som oppstår når konsentrerte, sterke strømmer av elektrisk ladede partikler fra Solen treffer Jorden. På Jorden fører solstormen til forstyrrelser i Jordens magnetfelt og kraftig nordlysaktivitet. De kraftigste stormene kommer fra eksplosive flares på soloverflaten. Mer langvarige, mindre kraftige stormer skyldes spesielt sterke strømmer av solvind.

Kraftige solstormer kan føre til betydelig skade på moderne navigasjonssystemer, kraftnettet og satellitter. Derfor er det viktig at solstormer kan varsles. Romvær er et relativt nytt begrep hvor solstormer spiller en sentral rolle.

Historisk viktige solstormer

Den britiske astronomen Richard Carrington (1826–1875) observerte 1. september 1859 et ekstremt kraftig flareutbrudd på Solen som ble etterfulgt av merkbare jordmagnetiske forstyrrelser og en betydelig nordlysaktivitet. Observasjonene viste sammenhengen mellom Solen og jordmagnetiske fenomener.

En lignende kraftig solstorm som fant sted 6. mars 1989, lammet den elektriske krafttilførselen for Quebec i Canada. Et tilsvarende kraftig utbrudd 23. juli 2012 unngikk så vidt å treffe Jorden.

Kilder til solstormer

En massiv solar erupsjon fra et aktivt område observert 24. oktober 2014 med NASAs Solar Dynamics Observatory (SDO)
NASA SDO.
Lisens: Brukerspesifisert
Bildet viser en eruptiv protuberans observert 19. juli 2000, med NASAs Transition Region and Coronal Explorer (TRACE). Dette utbruddet førte til en CME.
NASA/Goddard Space Flight Center/TRACE.
Lisens: Brukerspesifisert

Coronal Mass Ejections (CMEs) er standard betegnelse på utbrudd der materie sendes vekk fra Solen. De kraftigste solstormer og assosierte CMEs er knyttet til flareutbrudd i aktive områder på soloverflaten.

Solare flares oppstår i aktive områder hvor det plutselig skjer en magnetisk omkobling (magnetic reconnection), som er en prosess hvor energi bundet i et magnetfelt frigjøres og omvandles til bevegelsesenergi og varme. Dette fører til en eksplosiv økning i temperatur og gasstrykk, og store mengder ionisert gass og magnetisk fluks skytes ut fra Solen i høy hastighet. En resulterende CME vokser videre idet de samler opp masse fra Solens korona på veien utover.

CMEs blir også forårsaket av eruptive solare protuberanser. Flareutbrudd i ett aktivt område kan også skape bølger (Moreton-Ramsey-bølger) som brer seg og kan starte en CME ved å destabilisere en protuberans i et annet nærliggende område.

Hyppigheten av CMEs viser en klar sammenheng med Solens elleveårs aktivitetssyklus. Under maksimum solaktivitet registreres 5–6 utbrudd hver dag, mens det i perioder med minimum aktivitet bare forekommer et par utbrudd i uken.

Solvinden, den jevne solare partikkelstrømmen som beveger seg med en fart på 400 kilometer per sekund, vekselvirker også med det jordmagnetiske feltet. Fra områder i Solens korona hvor magnetfeltet er åpent og rettet utover, fra såkalte koronahull, er partikkelstrømmene vesentlig kraftigere. Her kan hastigheten være nesten dobbelt så stor, og dette gir opphav til betydelige geomagnetiske forstyrrelser og nordlys.

Jordens vekselvirkninger med solare masseutbrudd

Den norske fysikeren Kristian Birkeland (1867–1917) lansere i 1896 teorien om at nordlyset oppstår når strømmer av elektrisk ladede partikler trenger inn i det jordmagnetiske feltet. Når partiklene kolliderer med atmosfærens atomer og molekyler, dannes nordlysets kjente farger. Birkelands forklaring ble ikke fullstendig godtatt før den kunne entydig bekreftes av NASAs Mariner II romsonde som i 1962 registrerte kraftige strømmer av ionisert gass fra Solen (solvind).

Når jordmagnetiske felt utsettes for dynamisk og magnetisk trykk fra massive CMEs, med hastigheter som i gjennomsnitt er omkring 500 kilometer per sekund, presses de øyeblikkelig sammen. Dette fører til strømmer av plasmaskyer (birkelandstrømmer) og til kraftige elektriske strømmer i Jordens magnetosfære.

I 1938 registrerte den amerikanske fysikeren Scott E. Forbush (1904–1984) også økt innstråling av partikler fra verdensrommet (cosmic rays) i forbindelse med solstormer. Det skyldes at det jordmagnetiske feltet, som ellers beskytter oss mot den type partikkelstråling fra vår galakse, blir svekket når det blir truffet av CMEs.

Årsakene til solstormer og deres geofysiske effekter er i dag generelt godt forstått.

Observasjoner fra rommet

Under et koronautbrudd kastes store mengder materie av Solen og ut i rommet.
Av .
Lisens: CC BY 2.0

Aktive områder på Solens overflate og indre atmosfære (kromosfære og korona) har temperaturer fra omkring 10 000 kelvin til flere millioner kelvin. Siden kildene til flareutbrudd og resulterende CMEs i vesentlig grad stråler røntgen- og ultrafiolett lys, kan disse best observeres med instrumenter utenfor vår atmosfære.

De første observasjonene av CMEs i røntgen- og ultrafiolett lys ble gjort fra raketter over atmosfæren. Kontinuerlige observasjoner ble etter hvert utført med blant annet NASAs Orbiting Solar Observatories (OSO)-satellitter og med Apollo Telescope Mount (ATM) på det bemannede romobservatoriet Skylab.

Solare utbrudd og resulterende CMEs i koronaen blir i dag kontinuerlig overvåket og registrert fra en flåte av rombaserte observatorier som inkluderer de japanske Yohkoh- og Hinode-satellittene, Extreme-ultraviolet Imaging Telescope (EIT) ombord på romsonden Solar and Heliospheric Observatory (SoHO), Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI) ombord på Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO), Solar Dynamics Observatory (SDO) og Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS).

Varsling av utbrudd

Space Weather Prediction Center, NOAAs satellitt GOES-16 som overvåker romværet
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) .
Lisens: Brukerspesifisert

Et masseutbrudd fra Solen vil kunne nå Jorden i løpet av to til fem døgn. Hvorvidt en CME eller solvind fra koronahull treffer Jorden avhenger av hastigheten de beveger seg med og hvor på Solen de oppstår.

De kraftigste solstormene av typen «Carrington» treffer heldigvis ikke ofte Jorden, men ultrafiolett stråling, røntgenstråling og CMEs fra mindre dramatiske flareutbrudd kan også føre til betydelig skade på moderne navigasjonssystemer, kraftnett og satellitter.

Det er derfor blitt viktig at solstormer kan varsles. Space Weather Prediction Center (SWPC) for National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) som ligger i Boulder i Colorado, overvåker kontinuerlig det som skjer på Solen og gir prognoser for de kommende tre døgn om og når utbrudd vil treffe Jorden og hva de vil føre til. Likeså gir Space Weather Service Network (SWST) ledet fra European Space Agency (ESA) kontinuerlig informasjon om ulike aktiviteter på Solen. Slike romværvarsler er viktig for å sikre at vårt høyteknologisk baserte samfunn er godt beskyttet.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg