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Clima espacial, distúrbios do vento solar e estouro de rádio

Solar o vento, o fluxo de partículas eletricamente carregadas que emana da camada atmosférica externa da coroa do Sol, representa uma ameaça à forma de vida e à sociedade humana moderna baseada na tecnologia elétrica. O campo magnético da Terra fornece proteção contra a entrada solar vento, desviando-os. Drástico solar eventos como a ejeção em massa de plasma eletricamente carregado da coroa do Sol criam distúrbios no solar vento. Portanto, o estudo das perturbações nas condições de solar vento (chamado Espaço clima) é um imperativo. Ejeção de Massa Coronal (CMEs), também chamada de 'solar tempestades' ou 'espaço tempestades' está associada ao solar rádio explosões. Estudo de solar rajadas de rádio nos observatórios de rádio podem dar uma ideia sobre CMEs e condições do vento solar. O primeiro estudo estatístico (publicado recentemente) de 446 rajadas de rádio tipo IV registradas observadas no último ciclo solar 24 (cada ciclo se refere à mudança no campo magnético do Sol a cada 11 anos), descobriu que a maioria das rajadas de rádio tipo IV de longa duração Solar As explosões foram acompanhadas por Ejeção de Massa Coronal (CMEs) e perturbações nas condições do vento solar. 

Exatamente como o clima na Terra é afetado pelas perturbações do vento, espaço clima” é afetado pelas perturbações do “vento solar”. Mas a semelhança termina aqui. Ao contrário do vento na Terra, que é feito de ar composto por gases atmosféricos como nitrogênio, oxigênio, etc., o vento solar consiste em plasma superaquecido composto por partículas eletricamente carregadas como elétrons, prótons, partículas alfa (íons de hélio) e íons pesados ​​que emanam continuamente do atmosfera do Sol em todas as direções, inclusive na direção da Terra.   

O Sol é a principal fonte de energia para a vida na Terra, portanto respeitado em muitas culturas como doador da vida. Mas há outro lado também. O vento solar, o fluxo contínuo de partículas eletricamente carregadas (ou seja, plasma) originadas da atmosfera solar, representa uma ameaça à vida na Terra. Graças ao campo magnético da Terra que desvia a maior parte do vento solar ionizante para longe (da Terra) e à atmosfera da Terra que absorve a maior parte da radiação restante, fornecendo assim proteção contra a radiação ionizante. Mas há mais do que isso – além da ameaça às formas de vida biológica, o vento solar também representa uma ameaça à eletricidade e à sociedade moderna impulsionada pela tecnologia. Os sistemas electrónicos e informáticos, redes eléctricas, oleodutos e gasodutos, telecomunicações, radiocomunicações, incluindo redes de telefonia móvel, GPS, espaço missões e programas, comunicações por satélite, Internet, etc. – todos estes podem ser potencialmente interrompidos e paralisados ​​por perturbações no vento solar1. Os astronautas e as espaçonaves estão particularmente em risco. Houve vários casos disso no passado, por exemplo, março de 1989 'Quebec Blackout'no Canadá causado devido a uma grande explosão solar danificou gravemente a rede elétrica. Alguns satélites também sofreram danos. Portanto, é imperativo ficar de olho nas condições do vento solar nas proximidades da Terra - como suas características, como velocidade e densidade, campo magnético força e orientação, e níveis de partículas energéticas (isto é, espaço clima) terá um impacto nas formas de vida e na sociedade humana moderna.  

Como 'previsão do tempo', pode 'espaço o tempo também pode ser previsto? O que determina o vento solar e suas condições nas proximidades da Terra? Alguma mudança séria pode espaço o clima seja conhecido com antecedência para tomar ações preventivas para minimizar o impacto prejudicial na Terra? E por que o vento solar se forma?   

O Sol é uma bola de gás quente eletricamente carregada e, portanto, não tem uma superfície definida. A camada da fotosfera é tratada como superfície do sol porque é isso que podemos observar com a luz. As camadas abaixo da fotosfera para dentro em direção ao núcleo são opacas para nós. A atmosfera solar é composta por camadas acima da superfície da fotosfera do sol. É o halo gasoso transparente em torno do sol. Melhor vista da Terra durante o eclipse solar total, a atmosfera solar tem quatro camadas: cromosfera, região de transição solar, corona e heliosfera.  

O vento solar é formado na coroa, a segunda camada (externa) da atmosfera solar. Corona é uma camada de plasma muito quente. Embora a temperatura da superfície do Sol seja de cerca de 6000 K, a temperatura média da coroa é de cerca de 1-2 milhões de K. Chamado de 'Paradoxo do Aquecimento Coronal', o mecanismo e os processos de aquecimento da coroa e aceleração do vento solar a muito alta velocidade e expansão em interplanetário espaço ainda não é bem compreendido, embora em um artigo recente, os pesquisadores tenham procurado resolver isso por meio dos fótons de origem do axion (a hipotética partícula elementar de matéria escura) 3.  

Ocasionalmente, uma grande quantidade de plasma quente é ejetada da coroa para a camada mais externa da atmosfera solar (heliosfera). Chamadas de Ejeções de Massa Coronal (CMEs), as ejeções de massa de plasma da coroa geram grandes perturbações na temperatura, velocidade, densidade e densidade do vento solar. interplanetário campo magnético. Estes criam fortes tempestades magnéticas no campo geomagnético da Terra 4. A erupção do plasma da corona envolve a aceleração dos elétrons e a aceleração das partículas carregadas que geram ondas de rádio. Como resultado, as ejeções de massa coronal (CMEs) também estão associadas a rajadas de sinais de rádio do Sol 5. Portanto, espaço os estudos meteorológicos envolveriam o estudo do tempo e da intensidade das ejeções em massa de plasma da coroa em conjunto com as explosões solares associadas, que é uma explosão de rádio Tipo IV com duração de longa duração (maior que 10 min.).    

A ocorrência de explosões de rádio nos ciclos solares anteriores (o ciclo periódico do campo magnético do Sol a cada 11 anos) em relação às Ejeções de Massa Coronal (CMEs) foi estudada no passado.  

Um recente estudo estatístico de longo prazo por Anshu Kumari et al. do Universidade de Helsinque em rajadas de rádio observadas no ciclo solar 24, lança mais luz sobre a associação de rajadas de rádio de longa duração e frequência mais ampla (chamadas de rajadas de tipo IV) com CMEs. A equipe descobriu que cerca de 81% das explosões do tipo IV foram seguidas por ejeções de massa coronal (CMEs). Cerca de 19% das explosões do tipo IV não foram acompanhadas por CMEs. Além disso, apenas 2.2% dos CMEs são acompanhados por rajadas de rádio tipo IV 6.  

Compreender o tempo das rajadas de longa duração do tipo IV e dos CMEs de forma incremental ajudará na concepção e no momento do desenvolvimento atual e futuro. espaço programas em conformidade, de modo a diminuir o impacto destes em tais missões e, em última análise, nas formas de vida e na civilização na Terra. 

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Referências:    

  1. Branco SM., sd. Explosões de Rádio Solar e Espaço Clima. Universidade de Maryland. Disponível on-line em https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Acessado em 29 Jamaury 2021. 
  1. Aschwanden MJ et al 2007. The Coronal Heating Paradox. The Astrophysical Journal, Volume 659, Número 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070  
  1. Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Solução de problema de aquecimento coronal por meio de fótons de origem axion. Physics of the Dark Universe Volume 31, janeiro de 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746  
  1. Verma PL., Et al 2014. Ejeções de massa coronal e perturbações em parâmetros de plasma do vento solar em relação com tempestades geomagnéticas. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060   
  1. Gopalswamy N., 2011. Coronal Mass Ejections and Solar Radio Emissions. CDAW Data Center NASA. Disponível online em https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Acessado em 29 de janeiro de 2021.  
  1. Kumari A., Morosan DE., E Kilpua EKJ., 2021. On the Occurrence of Type IV Solar Radio Bursts in Solar Cycle 24 and their Association with Coronal Mass Ejections. Publicado em 11 de janeiro de 2021. The Astrophysical Journal, Volume 906, Número 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Jornalista científico | Editor fundador, revista Scientific European

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