יכולנו להיות מיועדים לתצוגת זיקוקים ענקית בשנת 2012. כמה תחזיות מציבות את המקסימום הסולרי של מחזור השמש 24 אנרגטי עוד יותר מהמקסימום הסולרי האחרון בשנים 2002-2003 (זוכרים את כל אותם שיאים ששברו את התלקחויות מחלקת ה- X?). פיסיקאים סולאריים כבר מתלהבים מהמחזור הבא ושיטות ניבוי חדשות מנוצלות היטב. אבל האם עלינו לדאוג?
מאמרים קשורים משנת 2012:
- 2012: אין היפוך גאומגנטי (פורסם ב -3 באוקטובר 2008)
- 2012: ללא התלקחות סולארית (פורסם ב 21 ביוני 2008)
- 2012: כוכב X אינו ניבירו (פורסם ב -19 ביוני 2008)
- 2012: No Planet X (פורסם ב -25 במאי 2008)
- אין יום הדין ב -2012 (פורסם ב -19 במאי 2008)
על פי אחד מתרחישי יום הדין הגדול שהוצגו בפנינו לקראת סוף נבואת המאיה "סוף העולם" בשנת 2012, תרחיש זה מבוסס למעשה על מדע מסוים. מה שכן, יתכן שיש קשר כלשהו בין מחזור השמש בן 11 השנים לבין מחזורי הזמן שנראו בלוח המאיה, אולי הציביליזציה העתיקה הזו הבינה איך המגנטיות של השמש עוברת שינויים בקוטביות בכל עשור בערך? בנוסף, טקסטים דתיים (כמו התנ"ך) אומרים שאנו אמורים לצאת ליום שיפוט, שיש בו הרבה אש וגופרית. אז נראה שאנחנו הולכים לצלות חיים על ידי הכוכב הקרוב ביותר שלנו ב- 21 בדצמבר, 2012!
לפני שאנחנו קופצים למסקנות, קחו צעד אחורה וחשבו את זה. כמו מרבית הדרכים השונות שהעולם עתיד להסתיים בשנת 2012, האפשרות של השמש לפוצץ התלקחות סולארית ענקית ופוגעת באדמה היא מאוד אטרקטיבית עבור שומרי הדין שדווקא שם. אבל בואו נסתכל על מה שקורה באמת באירוע התלקחות סולארי המכוון לכדור הארץ, כדור הארץ הוא למעשה מוגן היטב. אם כי לוויינים מסוימים אולי לא ...
כדור הארץ התפתח בסביבה רדיואקטיבית ביותר. השמש יורה ללא הרף חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מהמשטח הנשלט עליה מגנטית כרוח השמש. במהלך מקסימום השמש (כאשר השמש פעילה ביותר), כדור הארץ עשוי להיות חסר מזל מספיק כדי להביט במורד פיצוץ באנרגיה של 100 מיליארד פצצות אטום בגודל הירושימה. פיצוץ זה מכונה התלקחות סולארית שהשפעותיה עלולות לגרום לבעיות כאן בכדור הארץ.
לפני שאנו מסתכלים על תופעות הלוואי של כדור הארץ, בואו נסתכל על השמש ונבין בקצרה מדוע היא מתרגזת כל 11 שנים בערך.
מחזור השמש
בראש ובראשונה, לשמש יש א טבעי מחזור עם תקופה של 11 שנים בערך. במהלך חייו של כל מחזור, קווי השדה המגנטי של השמש נגררים סביב גוף השמש על ידי סיבוב דיפרנציאלי בקו המשווה. משמעות הדבר היא כי קו המשווה מסתובב מהר יותר מהקטבים המגנטיים. כאשר זה ממשיך, פלזמה סולארית גוררת את קווי השדה המגנטי סביב השמש, גורמת ללחץ ולהצטברות אנרגיה (ניתן לראות איור זה). ככל שהאנרגיה המגנטית מתגברת, קורצים בצורה שטף מגנטית, מכריחים אותם אל פני השטח. קינקים אלו ידועים כעל לולאות העטרה ההופכים רבים יותר בתקופות של פעילות סולארית גבוהה.
זה המקום אליו נכנסות כתמי השמש. כאשר לולאות אלמוניות ממשיכות לצוץ מעל פני השטח, גם כתמי שמש מופיעים, לעיתים קרובות ממוקמים בנקודות הרגליים של הלולאה. לולאות העטרה משפיעות על דחיפת שכבות השטח החמות יותר של השמש (הפוטוספרה והכרומוספרה) הצידה, וחשיפת אזור ההסעה הקריר יותר (הסיבות לכך שמשטח השמש והאטמוספרה חם יותר מאשר פנים השמש עד לתופעה של חימום העטרה). . ככל שהאנרגיה המגנטית מצטברת, אנו יכולים לצפות שיותר ויותר שטף מגנטי ייאלץ יחד. זה כאשר מתרחשת תופעה הידועה כחיבור מגנטי מחדש.
חיבור מחדש הוא הטריגר להתלקחות סולארית בגדלים שונים. כפי שפורסם בעבר, התלקחויות סולאריות מ"ננופלארות "ל"התלקחויות ברמה X" הן אירועים אנרגטיים מאוד. אמנם, הזיקוקים הגדולים ביותר שלי מייצרים מספיק אנרגיה למאה מיליארד פיצוצים אטומיים, אבל אל תתנו לנתון העצום הזה להעסיק אתכם. ראשית, התלקחות זו מתרחשת בקורונה הנמוכה, ממש בסמוך למשטח השמש. זה כמעט 100 מיליון מיילים משם (1AU). כדור הארץ לא נמצא בשום מקום לפיצוץ.
כאשר קווי השדה המגנטי השמשיים משחררים כמות עצומה של אנרגיה, פלזמה סולארית מואצת ומוחמצת בסביבה המגנטית (פלזמה סולארית היא חלקיקים מחוממים-עליים כמו פרוטונים, אלקטרונים וכמה אלמנטים קלים כמו גרעיני הליום). כאשר חלקיקי הפלזמה פועלים ביניהם, עשויים להיווצר קרני רנטגן אם התנאים צודקים bremsstrahlung זה אפשרי. (Bremsstrahlung מתרחש כאשר חלקיקים טעונים מקיימים אינטראקציה, וכתוצאה מכך פליטת רנטגן.) זה עלול ליצור התלקחות רנטגן.
הבעיה עם התלקחויות שמש ברנטגן
הבעיה הגדולה ביותר עם התלקחות רנטגן היא שאנחנו מקבלים אזהרה מועטה כשזה עומד לקרות בזמן שקרני רנטגן נעות במהירות האור (אחת מהפיצוציות השמש ששברו שיא בשנת 2003 בתמונה משמאל). צילומי רנטגן מהתלקחות מחלקה X יגיעו לכדור הארץ תוך שמונה דקות בערך. כאשר קרני רנטגן פוגעות באטמוספירה שלנו, הם נקלטים בשכבה החיצונית ביותר הנקראת היונוספרה. כפי שניתן לנחש מהשם, מדובר בסביבה טעונה מאוד, תגובתית, מלאה ביונים (גרעינים אטומיים ואלקטרונים חופשיים).
במהלך אירועים סולאריים עוצמתיים כמו התלקחויות, שיעורי היינון בין קרני רנטגן וגזים אטמוספריים מתגברים בשכבות אזור D ו- E של היונוספרה. יש עלייה פתאומית בייצור האלקטרונים בשכבות אלה. אלקטרונים אלה יכולים לגרום להפרעה למעבר גלי רדיו באטמוספירה, לקליטת אותות רדיו גליים קצרים (בתחום התדרים הגבוה), ואולי לחסום את התקשורת הגלובלית. אירועים אלה מכונים "הפרעות פתאומיות ביונוספרות" (או SIDs) והם הופכים להיות דבר שבשגרה בתקופות של פעילות סולארית גבוהה. מעניין לציין כי העלייה בצפיפות האלקטרונים במהלך SID מגדילה את התפשטות הרדיו VLF בתדר נמוך מאוד (VLF), תופעה המדענים משתמשים בהם כדי למדוד את עוצמת צילומי הרנטגן המגיעים מהשמש.
פליטות המונית כליליות?
פליטות התלקחות סולארית מהקרנות רנטגן הן רק חלק מהסיפור. אם התנאים צודקים, עלול להיווצר פליטת מסת מסתמים (CME) באתר ההתלקחות (אם כי אחת מהתופעות יכולה להופיע באופן עצמאי). CMEs איטי יותר מהתפשטות קרני רנטגן, אך השפעותיהם הגלובליות כאן על כדור הארץ יכולות להיות בעייתיות יותר. הם אולי לא נוסעים במהירות האור, אך הם עדיין נוסעים במהירות; הם יכולים לנסוע בקצב של 2 מיליון מיילים לשעה (3.2 מיליון קמ"ש), כלומר הם עשויים להגיע אלינו תוך שעות ספורות.
כאן מאמצים מאמץ רב בתחזית מזג האוויר בחלל. יש לנו קומץ חלליות שיושב בין כדור הארץ לשמש בשכונת האדמה-שמש לגראנגיאן (L1) הצבע עם חיישנים שעל הסיפון כדי למדוד את האנרגיה והעוצמה של רוח השמש. אם CME יעבור במיקומם, ניתן למדוד ישירות חלקיקים אנרגטיים והשדה המגנטי הבין-פלנטרי (IMF). משימה אחת בשם Explorer Advanced Composition (ACE) יושבת ב- L1 הצבע ומספק למדענים הודעה של עד שעה על גישת ה- CME. ACE פועל יחד עם מצפה הכוכבים השמש וההליוספירית (SOHO) והמצפה השמש TErrestrial Observatory (STEREO), כך שניתן לעקוב אחר CMEs מהקורונה התחתונה לחלל הבין-פלנטרי, דרך L1 הצבע לכיוון כדור הארץ. משימות סולאריות אלה פועלות באופן פעיל על מנת לספק לסוכנויות חלל הודעה מתקדמת על CME המכוון לכדור הארץ.
אז מה אם CME מגיע לכדור הארץ? ראשית, הרבה תלוי בתצורה המגנטית של קרן המטבע הבינלאומית (מהשמש) ובשדה הגאומגנטי של כדור הארץ (המגנטוספרה). באופן כללי, אם שני השדות המגנטיים מיושרים עם קוטביות המפנות לאותו כיוון, סביר מאוד ש- CME יופלט על ידי המגנטוספרה. במקרה זה, ה- CME יחליק על פני כדור הארץ ויגרום ללחץ ולעיוות כלשהו על המגנטוספרה, אך בדרך כלל יעבור ללא בעיה. עם זאת, אם קווי השדה המגנטי נמצאים בתצורה אנטי-מקבילה (כלומר קוטביות מגנטיות בכיוונים מנוגדים), חיבור מגנטי עשוי להתרחש בקצה המוביל של המגנטוספרה.
במקרה זה, קרן המטבע הבינלאומית והמגנטוספרה יתמזגו ויחברו את השדה המגנטי של כדור הארץ עם השמש. זה מציב את הסצנה לאחד האירועים מעוררי ההשראה בטבע: האורורה.
לוויינים בסכנה
כאשר השדה המגנטי של ה- CME מתחבר לכדור הארץ, חלקיקי אנרגיה גבוהה מוזרקים למגנטוספרה. בגלל לחץ הרוח השמש, קווי השדה המגנטיים של השמש יתקפלו סביב כדור הארץ ויטשטפו אחרי כדור הארץ שלנו. החלקיקים המוזרקים ב"זמן הימים "יונשכו באזורים הקוטביים של כדור הארץ שם הם יוצרים אינטראקציה עם האטמוספירה שלנו, ויוצרים אור כאאורורה. במהלך תקופה זו, חגורת ואן אלן תהפוך גם ל"טענת-על ", ותיצור אזור סביב כדור הארץ שעלול לגרום לבעיות לאסטרונאוטים לא מוגנים וללוויינים לא מוגנים. למידע נוסף על הנזק שיכול להיגרם לאסטרונאוטים וחלליות, בדוק "מחלת קרינה, נזק לתאים וסיכון מוגבר לסרטן למשימות לטווח הארוך למאדים"ו-"טרנזיסטור חדש עלול לגרום לבעיית קרינת חלל בצד.”
כאילו הקרינה מחגורת ואן אלן לא הספיקה, לוויינים יכולים להיכנע לאיום של אווירה מתרחבת. כפי שניתן היה לצפות, כאילו השמש תכה בכדור הארץ באמצעות צילומי רנטגן ו- CME, יהיה חימום בלתי נמנע והתרחבות גלובלית של האטמוספרה, יתכן שתתקרב לגבהים מסלולית לוויניים. אם לא נבדקים, השפעה של שייטת אוויר על לוויינים עלולה לגרום להאטה וירידה בגובה. שייט-אויר שימש בהרחבה כטיסת חלל כלי להאט חללית בעת הכניסה למסלול סביב כוכב לכת אחר, אך הדבר ישפיע לרעה על לוויינים המקיפים את כדור הארץ מכיוון שכל האטה במהירות יכולה לגרום לו להיכנס מחדש לאטמוספירה.
אנו מרגישים את ההשפעות בשטח מדי
למרות שלוויינים נמצאים בקו החזית, אם יש מתח חזק בחלקיקים אנרגטיים הנכנסים לאטמוספירה, אנו עשויים להרגיש את ההשפעות השליליות גם כאן על פני כדור הארץ. בגלל יצירת הרנטגן של האלקטרונים ביונוספרה, צורות מסוימות של תקשורת עשויות להפוך למטופחות (או שיוסרו כולם יחד), אך זה לא כל מה שיכול לקרות. במיוחד באזורים בעלי קו רוחב גבוה, עלול להיווצר זרם חשמלי עצום המכונה "אלקטרודה" דרך היונוספירה על ידי חלקיקים נכנסים אלה. עם זרם חשמלי מגיע שדה מגנטי. תלוי בעוצמת הסערה הסולארית, יתכן ויזרמו זרמים כאן על הקרקע, ואולי עומס יתר על רשתות החשמל הלאומיות. ב- 13 במרץ 1989, שישה מיליון איש איבדו את הכוח באזור קוויבק בקנדה, לאחר עלייה אדירה בפעילות השמש גרמה לעלייה מזרמים הנגרמים על ידי קרקע. קוויבק משותק במשך תשע שעות ואילו המהנדסים עבדו על פיתרון הבעיה.
האם השמש שלנו יכולה לייצר התלקחות רוצחת?
התשובה הקצרה לכך היא "לא".
התשובה הארוכה יותר מעורבת קצת יותר. בעוד התלקחות סולארית מהשמש החוצה, המכוונת ישירות אלינו, עלולה לגרום לבעיות משניות כמו נזק לווייני ופגיעה באסטרונאוטים ובאפלות לא מוגנות, ההתלקחות עצמה לא מספיק חזקה כדי להרוס את כדור הארץ, בטח שלא בשנת 2012. אני מעז לומר העתיד הרחוק כאשר השמש מתחילה להיגמר בדלק ולהתנפח בענק אדום, זה אולי עידן רע לחיים בכדור הארץ, אבל יש לנו כמה מיליארדים שנים לחכות שזה יקרה. יכולה להיות אפילו אפשרות לשגרר כמה התלקחויות מסוג X ובהתאם למזל רע טהור אנו עלולים להיפגע מסדרה של CME ופרצי רנטגן, אך אף אחד מהם לא יהיה חזק להתגבר על המגנטוספרה, היונוספירה והאווירה העבה שלנו שמתחת.
זיקוקי שמש "רוצח" יש נצפו בכוכבים אחרים. בשנת 2006, מצפה הכוכבים של סוויפט של נאס"א את התלקחות הכוכבים הגדולה ביותר שנצפתה אי פעם במרחק של 135 שנות אור. ההערכה היא ששיחררה אנרגיה של 50 מיליון טריליון פצצות אטום, התלקחות II של פגאסי תמחק את מרבית החיים על כדור הארץ אם השמש שלנו תירה קרני רנטגן מפלצת האנרגיה ההיא אלינו. עם זאת, השמש שלנו אינה פגסי השנייה. II Pegasi הוא כוכב ענק אדום אלים עם שותף בינארי במסלול קרוב מאוד. הוא האמין כי האינטראקציה הכבדית עם בן זוגה הבינארי והעובדה II Pegasi הוא ענק אדום היא הגורם השורש מאחורי אירוע הבזק האנרגטי הזה.
שוחרי הדין מצביעים על השמש כמקור אפשרי רוצח כדור הארץ, אך העובדה נותרה שהשמש שלנו היא כוכב יציב מאוד. אין לו פרטנר בינארי (כמו II Pegasi), יש לו מחזור צפוי (של כ -11 שנים) ואין שום עדות לכך שהשמש שלנו תרמה לאף אירוע של הכחדת המונים בעבר דרך התלקחות ענקית מכוונת כדור הארץ. נצפו התלקחויות סולריות גדולות מאוד (כמו התלקחות האור הלבן של קרינגטון בשנת 1859) ... אבל אנחנו עדיין כאן.
בפיתול נוסף, הפיסיקאים הסולאריים מופתעים מה- חסר בפעילות סולארית בתחילת מחזור השמש ה -24 הזה, מה שמוביל לכמה מדענים להעלות השערות שאנו על סף מינימום נוסף של מאונדר ו"עידן הקרח הקטן ". זאת בניגוד גמור לתחזיתו של פיזיקאי השמש של נאס"א ב -2006 כי מחזור זה יהיה "משוגע".
זה מוביל אותי למסקנה שעדיין יש לנו דרך ארוכה כשניבאים אירועי התלקחות סולארית. למרות שהתחזית למזג האוויר בחלל משתפרת, זה יחלוף מספר שנים עד שנוכל לקרוא את השמש במדויק בכדי לומר בכל וודאות עד כמה פעיל מחזור השמש הולך להיות. אז בלי קשר לנבואה, תחזית או מיתוס, אין דרך פיזית לומר שכדור הארץ ייפגע על ידי כל התלקחות, קל וחומר גדולה בשנת 2012. גם אם התלקחות גדולה אכן פגעה בנו, זה לא יהיה אירוע הכחדה. כן, לוויינים עלולים להיפגע, ולגרום לבעיות משניות כמו אובדן GPS (אשר אולי לשבש את בקרת התנועה למשל) או שרשת החשמל הלאומית עשויה להיות מוצפת על ידי אלקטרואטות אורוריות, אך אין דבר קיצוני מזה.
אך המשיכו, כדי להקל על הסוגיה הזו, כעת אומרים לנו שופטי הדין כי התלקחות סולרית גדולה יהיה הכה אותנו בדיוק כשהשדה הגאומגנטי של כדור הארץ נחלש ומתהפך, ומותיר אותנו לא מוגנים מפני פגעי ה- CME ... הסיבות לכך שזה לא יקרה בשנת 2012 ראויות למאמר משלה. אז שימו לב לכתבה הבאה של 2012 “2012: אין היפוך גאומגנטי“.
נקודות זיכוי מובילות: MIT (הדמיית סופרנובה), NASA / JPL (אזור פעיל סולארי ב- EUV). אפקטים ועריכה: עצמי.
