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.
Coronal Mass Ejection SOHO/LASCO/EIT (ESA & NASA). Brukerspesifisert

Solstorm er geomagnetisk forstyrrelse og kraftignordlysaktivitet knyttet til konsentrerte, sterke strømmer av elektrisk ladede partikler ut gjennom Solens korona, som treffer vår klode. De kraftigste stormene er knyttet til eksplosive flares på soloverflaten. Mer langvarige, mindre kraftige stormer skyldes spesielt sterke strømmer av solvind. Coronal Mass Ejections (CMEs) er standard betegnelse for solare masseutbrudd.

Richard Carrington observerte den 1. september i 1859 et ekstremt kraftig flareutbrudd på Solen som ble etterfulgt av merkbare geomagnetiske forstyrrelser og en betydelig nordlysaktivitet. En lignende kraftig solstorm fant sted 6. mars 1989, som lammet den elektriske krafttilførselen for Quebec, Canada. Et tilsvarende kraftig utbrudd 23. juli 2012 unngikk så vidt å treffe Jorden.

Romvær er et relativet nytt begrep hvor solstormer har en sentral rolle.

Kilder til solstormer

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

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. Resultatet er en eksplosiv lokal økning i temperatur og gasstrykk som medfører kraftig ståling og at betydelige volumer med magnetisk fluks og ionisert koronagass skytes ut i det interplanetariske rommet med akselererende, høy hastighet. Resulterende CMEs vokser videre idet de samler opp koronamasse 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.

Frekvensen av CMEs viser en klar sammenheng med Solens 11-års 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 400 km/s solare partikkelstrømmen, 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, med nær dobbelt så stor hastighet og er 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 ved at strømmer av elektriske ladede partikler trenger inn i det geomagnetiske felt, kolliderer med atmosfærens atomer og molekyler som resulterer i 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 geomagnetiske felter utsettes for dynamiske og magnetiske trykk fra massive CMEs med hastigheter, som i gjennomsnitt er omkring 500 km/s, presses de øyeblikkelig sammen. Det 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 geomagnetiske feltet, som ellers beskytter oss mot den type partikkelstråling fra vår galakse, blir svekket når det blitt truffet av CMEs.

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

Observasjoner fra rommet

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

Aktive områder på Solens overflate og indre atmosfære (kromosfære og korona) representerer temperaturer fra omkring 10 000 K til flere millioner K. 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 enkelte observasjoner av CMEs i røntgen- og ultrafiolett lys stråling ble gjort fra raketter over atmosfæren. Kontinuerlige observasjoner ble etter hvert utført med bl.a. NASAs Orbiting Solar Observatories (OSO) satellitter og med Apollo Telescope Mount (ATM) på det bemannete 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, Ectreme-ultraviolet Imaging Telescope (EIT om bord 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) . Brukerspesifisert

Et masseutbrudd fra Solen vil kunne nå Jorden i løpet av 2 til 5 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 Carrington-type solstormer som treffer Jorden er heldigvis sjeldne, men ultrafiolett stråling, røntgenstråling og CMEs fra mindre dramatiske flareutbrudd kan også føre til betydelig skade på moderne navigasjonssystemer, kraftnettet 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 3 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 typer aktiviteter på Solen og gir romværvarsler som er betryggende og viktige for å sikre at dagens høyteknologisk baserte samfunn 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