Panahon sa Kalawakan, Mga Pagkagambala ng Solar Wind at Pagsabog ng Radyo

Tungkol sa araw hangin, ang stream ng electrically charged particle na nagmumula sa panlabas na atmospheric layer na corona ng Araw, ay nagdudulot ng banta sa anyo ng buhay at teknolohiyang elektrikal batay sa modernong lipunan ng tao. Ang magnetic field ng Earth ay nagbibigay ng proteksyon laban sa mga papasok ng araw hangin sa pamamagitan ng pagpapalihis sa kanila. Drastic ng araw Ang mga kaganapan tulad ng mass ejection ng electrically charged na plasma mula sa corona of Sun ay lumilikha ng mga kaguluhan sa ng araw hangin. Samakatuwid, ang pag-aaral ng mga kaguluhan sa mga kondisyon ng ng araw hangin (tinatawag Puwang panahon) ay isang kinakailangan. Coronal Mass Ejection (CMEs), tinatawag ding 'ng araw bagyo' o ​​'puwang storms' ay nauugnay sa ng araw radyo mga pagsabog. Pag-aaral ng ng araw Ang mga pagsabog ng radyo sa mga obserbatoryo ng radyo ay maaaring magbigay ng ideya tungkol sa mga CME at kundisyon ng solar wind. Ang unang istatistikal na pag-aaral (nai-publish kamakailan) ng 446 na naitala na uri ng IV na pagsabog ng radyo na naobserbahan sa huling solar cycle 24 (bawat cycle ay tumutukoy sa pagbabago sa magnetic field ng Araw bawat 11 taon), ay natagpuan na ang karamihan ng Long Duration Type IV Radio Tungkol sa araw Ang mga pagsabog ay sinamahan ng Coronal Mass Ejection (CMEs) at mga kaguluhan sa mga kondisyon ng solar wind. 

Kung paanong ang panahon sa Earth ay apektado ng mga kaguluhan sa hangin, puwang ang panahon' ay apektado ng mga kaguluhan sa 'solar wind'. Ngunit ang pagkakatulad ay nagtatapos dito. Hindi tulad ng hangin sa Earth na gawa sa hangin na binubuo ng mga atmospheric gas tulad ng nitrogen, oxygen atbp, ang solar wind ay binubuo ng superheated plasma na binubuo ng mga electrically charged na particle tulad ng mga electron, proton, alpha particle (helium ions) at heavy ions na patuloy na nagmumula sa atmospera ng araw sa lahat ng direksyon kabilang ang direksyon ng Earth.   

Ang araw ay ang tunay na pinagmumulan ng enerhiya sa buhay sa Earth kaya iginagalang sa maraming kultura bilang nagbibigay ng buhay. Ngunit mayroon ding kabilang panig. Ang solar wind, ang tuluy-tuloy na pag-agos ng mga particle na may kuryente (viz. plasma) na nagmumula sa solar atmosphere ay nagdudulot ng banta sa buhay sa Earth. Salamat sa magnetic field ng Earth na nagpapalihis sa karamihan ng ionizing solar wind palayo (mula sa Earth) at sa atmospera ng Earth na sumisipsip ng karamihan sa natitirang radiation kaya nagbibigay ng proteksyon mula sa ionizing radiation. Ngunit may higit pa dito - bilang karagdagan sa banta sa mga biological na anyo ng buhay, ang solar wind ay nagdudulot din ng banta sa kuryente at teknolohiya na hinimok ng modernong lipunan. Ang mga electronic at computer system, power grids, oil at gas pipelines, telecom, radio communication kabilang ang mga mobile phone network, GPS, puwang mga misyon at programa, mga komunikasyon sa satellite, internet atbp. – lahat ng ito ay posibleng maabala at mapahinto sa pamamagitan ng mga kaguluhan sa solar wind¹. Ang mga astronaut at ang mga spacecraft ay partikular na nasa panganib. Mayroong ilang mga pagkakataon nito noong nakaraan hal, Marso 1989 'Quebec Blackout' sa Canada na sanhi dahil sa napakalaking solar flare ay nasira nang husto ang grid ng kuryente. Ang ilang mga satellite ay nagkaroon din ng mga pinsala. Samakatuwid, kinakailangang bantayan ang mga kondisyon ng solar wind sa paligid ng Earth – kung paano ang mga katangian nito tulad ng bilis at density, magnetic field lakas at oryentasyon, at masiglang mga antas ng butil (ibig sabihin, puwang panahon) ay magkakaroon ng epekto sa mga anyo ng buhay at modernong lipunan ng tao.  

Tulad ng 'weather prediction', maaari 'puwang hulaan din ang panahon? Ano ang tumutukoy sa solar wind at mga kondisyon nito sa paligid ng Earth? Maaari bang magkaroon ng anumang seryosong pagbabago sa puwang malaman ang panahon nang maaga upang gumawa ng mga pre-emptive na aksyon upang mabawasan ang nakakapinsalang epekto sa Earth? At, bakit nga ba nabubuo ang solar wind?   

Ang araw ay isang bola ng mainit na gas na may kuryente at samakatuwid, wala itong tiyak na ibabaw. Ang layer ng photosphere ay itinuturing bilang ibabaw ng araw dahil ito ang maaari nating obserbahan sa pamamagitan ng liwanag. Ang mga layer sa ibaba ng photosphere papasok patungo sa core ay malabo sa amin. Ang solar atmosphere ay gawa sa mga layer sa itaas ng photosphere na ibabaw ng araw. Ito ay ang transparent na gas na halo na nakapalibot sa Araw. Mas mahusay na nakikita mula sa Earth sa panahon ng kabuuang solar eclipse, ang solar atmosphere ay may apat na layer: chromosphere, solar transition region, corona at heliosphere.  

Ang solar wind ay nabuo sa corona, ang pangalawang layer (mula sa labas) ng solar atmosphere. Ang Corona ay isang layer ng napakainit na plasma. Habang ang temperatura ng ibabaw ng Araw ay humigit-kumulang 6000K, ang average na temperatura ng corona ay humigit-kumulang 1-2 milyon K. Tinatawag na 'Coronal Heating Paradox', ang mekanismo at ang mga proseso ng pag-init ng korona at pagpapabilis ng solar wind sa napaka mataas na bilis at pagpapalawak sa interplanetary puwang ay hindi pa naiintindihan ng mabuti, ² bagaman sa isang kamakailang papel, hinahangad ng mga mananaliksik na lutasin ito sa pamamagitan ng axion (ang hypothetical dark matter elementary particle) na pinagmulan ng mga photon ³.  

Paminsan-minsan, ang malaking halaga ng mainit na plasma ay inilalabas mula sa corona patungo sa pinakalabas na layer ng solar atmosphere (heliosphere). Tinatawag na Coronal Mass Ejections (CMEs), ang mass ejections ng plasma mula sa corona ay natagpuang nagdudulot ng malalaking gulo sa solar wind temperature, velocity, density at interplanetary magnetic field. Lumilikha ito ng malalakas na magnetic storm sa geomagnetic field ng Earth ⁴. Ang pagsabog ng plasma mula sa corona ay nagsasangkot ng pagpabilis ng mga electron at ang pagbilis ng mga sisingilin na particle ay bumubuo ng mga radio wave. Bilang resulta, ang Coronal Mass Ejections (CMEs) ay nauugnay din sa mga pagsabog ng mga signal ng radyo mula sa Araw ⁵. Samakatuwid, puwang Ang mga pag-aaral sa panahon ay magsasangkot ng pag-aaral ng timing at intensity ng mass ejections ng plasma mula sa corona kasabay ng nauugnay na solar burst na isang Type IV radio burst na tumatagal ng mahabang tagal (higit sa 10 min.).    

Ang paglitaw ng mga pagsabog ng radyo sa mga naunang solar cycle (ang periodic cycle ng magnetic field ng Sun bawat 11 taon) na may kaugnayan sa Coronal Mass Ejections (CMEs) ay pinag-aralan sa nakaraan.  

Isang kamakailang pang-matagalang istatistikal na pag-aaral ni Anshu Kumari et al. ng University of Helsinki sa mga pagsabog ng radyo na naobserbahan sa solar cycle 24, nagbibigay ng karagdagang liwanag sa pagkakaugnay ng pangmatagalan, mas malawak na frequency na pagsabog ng radyo (tinatawag na uri ng IV na pagsabog) sa mga CME. Nalaman ng koponan na humigit-kumulang 81% ng uri ng IV na pagsabog ay sinundan ng coronal mass ejections (CMEs). Humigit-kumulang 19% ng uri ng IV na pagsabog ay hindi sinamahan ng mga CME. Bilang karagdagan, 2.2% lamang ng mga CME ang sinasamahan ng uri IV na pagsabog ng radyo ⁶.  

Ang pag-unawa sa timing ng type IV long duration bursts at ang mga CME sa incremental na paraan ay makakatulong sa disenyo at timing ng nagpapatuloy at hinaharap. puwang mga programa nang naaayon, upang mabawasan ang epekto ng mga ito sa naturang mga misyon at sa huli sa mga anyo ng buhay at ang sibilisasyon sa Earth. 

***

Sanggunian:    

1. Puting SM., nd. Solar Radio Bursts at Puwang Panahon. Unibersidad ng Maryland. Available online sa https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Na-access noong 29 Jamaury 2021. 

2. Aschwanden MJ et al 2007. Ang Coronal Heating Paradox. The Astrophysical Journal, Volume 659, Number 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070  

3. Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Solusyon sa problema sa pag-init ng coronal sa pamamagitan ng mga photon na pinanggalingan ng axion. Physics of the Dark Universe Volume 31, January 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746  

4. Verma PL., et al 2014. Mga Coronal Mass Ejections at Mga Pagkagambala sa Solar Wind Plasma Parameter na May kaugnayan sa Geomagnetic Storms. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060   

5. Gopalswamy N., 2011. Coronal Mass Ejections at Solar Radio Emissions. CDAW Data Center NASA. Available online sa https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Na-access noong 29 Enero 2021.  

6. Kumari A., Morosan DE., at Kilpua EKJ., 2021. Sa Pangyayari ng Uri IV Solar Radio Bursts sa Solar Cycle 24 at Ang Kanilang Pagkakaugnay sa Coronal Mass Ejections. Na-publish noong 11 Enero 2021. Ang Astrophysical Journal, Volume 906, Number 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878  

***