Kami mungkin akan hadir untuk paparan bunga api yang besar pada tahun 2012. Beberapa ramalan meletakkan jumlah maksimum Solar Cycle 24 lebih bertenaga daripada maksimum solar terakhir pada tahun 2002-2003 (ingat semua rekod memecahkan suar kelas X?). Ahli fizik suria sudah mula tertarik dengan kitaran seterusnya dan kaedah ramalan baru digunakan dengan baik. Tetapi adakah kita perlu risau?
Artikel 2012 yang berkaitan:
- 2012: Tiada Pembalikan Geomagnetik (diposting pada 3 Oktober 2008)
- 2012: Tanpa Pembunuh Suria (diposting pada 21 Jun 2008)
- 2012: Planet X Bukan Nibiru (diposting pada 19 Jun 2008)
- 2012: Tiada Planet X (diposting pada 25 Mei 2008)
- Tiada Hari Kiamat pada tahun 2012 (diposting pada 19 Mei 2008)
Menurut salah satu dari banyak senario kiamat yang telah kita tunjukkan sebelum menjelang "akhir dunia" yang didorong oleh ramalan Maya pada tahun 2012, senario ini sebenarnya berdasarkan beberapa ilmu pengetahuan. Terlebih lagi, mungkin ada hubungan antara kitaran suria 11 tahun dan kitaran waktu yang dilihat dalam kalendar Maya, mungkin peradaban kuno ini memahami bagaimana daya tarikan Matahari mengalami perubahan polaritas setiap dekad atau lebih? Selain itu, teks-teks keagamaan (seperti Alkitab) mengatakan bahawa kita akan menjalani hari penghakiman, yang melibatkan banyak api dan belerang. Jadi nampaknya kita akan dibakar hidup oleh bintang terdekat kita pada 21 Disember 2012!
Sebelum kita membuat kesimpulan, ambil langkah mundur dan fikirkan ini. Seperti kebanyakan cara dunia akan berakhir pada tahun 2012, kemungkinan Matahari meletupkan cahaya matahari yang besar dan merosakkan Bumi sangat menarik bagi para penghuni kiamat di luar sana. Tetapi mari kita lihat apa yang sebenarnya berlaku semasa acara suar suria yang diarahkan ke Bumi, Bumi sebenarnya dilindungi dengan sangat baik. Walaupun beberapa satelit mungkin tidak…
Bumi telah berkembang dalam persekitaran yang sangat radioaktif. Matahari sentiasa mengeluarkan zarah-zarah bertenaga tinggi dari permukaannya yang didominasi magnet sebagai angin suria. Semasa maksimum solar (ketika Matahari paling aktif), Bumi mungkin cukup beruntung untuk menatap tong letupan dengan tenaga bom atom berukuran 100 bilion Hiroshima. Letupan ini dikenali sebagai suar suria dan kesannya boleh menyebabkan masalah di Bumi.
Sebelum kita melihat kesan sampingan Bumi, mari kita lihat Matahari dan faham secara ringkas mengapa ia sangat marah setiap 11 tahun sekali.
Kitaran Suria
Pertama dan terpenting, Matahari mempunyai semula jadi kitaran dengan jangka masa lebih kurang 11 tahun. Sepanjang hayat setiap kitaran, garis medan magnet Matahari diseret di sekitar badan suria dengan putaran pembezaan di khatulistiwa suria. Ini bermaksud bahawa khatulistiwa berputar lebih pantas daripada kutub magnet. Semasa ini berlanjutan, plasma suria menyeret garis medan magnet di sekitar Matahari, menyebabkan tekanan dan penambahan tenaga (gambaran mengenai perkara ini digambarkan). Apabila tenaga magnetik meningkat, kerutan dalam bentuk fluks magnet, memaksa mereka ke permukaan. Keriting ini dikenali sebagai gelung koronal yang menjadi lebih banyak semasa aktiviti solar tinggi.
Di sinilah bintik-bintik matahari masuk. Ketika gelung koronal terus muncul di permukaan, bintik-bintik matahari juga muncul, sering terletak di titik-titik kaki gelung. Gelung koronal mempunyai kesan menolak lapisan permukaan yang lebih panas dari Matahari (fotosfera dan kromosfer) ke samping, mendedahkan zon perolakan yang lebih sejuk (sebab mengapa permukaan dan atmosfera matahari lebih panas daripada bahagian dalaman suria kerana fenomena pemanasan koronal) . Apabila tenaga magnet bertambah, kita dapat menjangkakan semakin banyak fluks magnet dipaksa bersama. Ini adalah ketika fenomena yang dikenali sebagai penyambungan semula magnet berlaku.
Penyambungan semula adalah pencetus suar suria dari pelbagai saiz. Seperti yang dilaporkan sebelumnya, suar suria dari "nanoflare" ke "flare kelas X" adalah peristiwa yang sangat bertenaga. Memang, suar terbesar saya menjana tenaga yang cukup untuk 100 bilion letupan atom, tetapi jangan biarkan angka besar ini membimbangkan anda. Sebagai permulaan, suar ini berlaku di korona rendah, tepat di dekat permukaan suria. Jaraknya hampir 100 juta batu (1AU). Bumi tidak dekat dengan letupan.
Oleh kerana garis medan magnet suria melepaskan sejumlah besar tenaga, plasma suria dipercepat dan terkurung dalam lingkungan magnet (plasma suria adalah zarah yang terlalu panas seperti proton, elektron dan beberapa unsur cahaya seperti inti helium). Semasa zarah-zarah plasma berinteraksi, sinar-X dapat dihasilkan jika keadaannya betul dan bremsstrahlung adalah mungkin. (Bremsstrahlung berlaku ketika zarah bermuatan berinteraksi, menghasilkan pelepasan sinar-X.) Ini dapat menyebabkan suar sinar-X.
Masalah dengan Sinar Suria X-ray
Masalah terbesar dengan suar sinar-X adalah bahawa kita tidak mendapat sedikit amaran ketika hal itu akan terjadi ketika sinar-X bergerak dengan kelajuan cahaya (salah satu daripada pemecah rekod cahaya matahari 2003 digambarkan ke kiri). Sinar-X dari suar kelas X akan sampai ke Bumi dalam masa lapan minit. Ketika sinar-X melanda atmosfer kita, mereka terserap di lapisan paling luar yang disebut ionosfera. Seperti yang anda dapat meneka dari namanya, ini adalah persekitaran reaktif yang sangat bermuatan, penuh dengan ion (inti atom, dan elektron bebas).
Semasa kejadian solar yang kuat seperti suar, kadar pengionan antara sinar-X dan gas atmosfera meningkat pada lapisan wilayah D dan E ionosfera. Terdapat lonjakan pengeluaran elektron secara tiba-tiba di lapisan ini. Elektron-elektron ini dapat menyebabkan gangguan pada gelombang gelombang radio melalui atmosfera, menyerap isyarat radio gelombang pendek (dalam julat frekuensi tinggi), mungkin menyekat komunikasi global. Kejadian ini dikenali sebagai "Gangguan Ionosfera Mendadak" (atau SID) dan ia menjadi perkara biasa semasa tempoh aktiviti solar yang tinggi. Menariknya, peningkatan ketumpatan elektron semasa SID meningkatkan penyebaran radio Frekuensi Sangat Rendah (VLF), fenomena yang digunakan para saintis untuk mengukur intensiti sinar-X yang datang dari Matahari.
Pelupusan Jisim Coronal?
Pelepasan suar sinar-X hanya sebahagian daripada cerita. Sekiranya keadaannya betul, pelepasan massa koronal (CME) mungkin dihasilkan di lokasi suar (walaupun kedua-dua fenomena itu boleh berlaku secara bebas). CME lebih lambat daripada penyebaran sinar-X, tetapi kesan global mereka di Bumi boleh menjadi lebih bermasalah. Mereka mungkin tidak bergerak dengan kelajuan cahaya, tetapi mereka tetap bergerak pantas; mereka dapat menempuh perjalanan dengan kecepatan 2 juta batu per jam (3.2 juta km / jam), yang bermaksud mereka dapat menghubungi kami dalam beberapa jam.
Di sinilah banyak usaha dilakukan dalam ramalan cuaca ruang angkasa. Kami mempunyai segelintir kapal angkasa yang duduk di antara Bumi dan Matahari di Bumi-Matahari Lagrangian (L1) arahkan dengan sensor di atas kapal untuk mengukur tenaga dan intensiti angin suria. Sekiranya CME melewati lokasi mereka, zarah-zarah bertenaga dan medan magnet antara planet (IMF) dapat diukur secara langsung. Satu misi yang disebut Advanced Composition Explorer (ACE) terletak di L1 memberi petunjuk dan memberi para saintis pemberitahuan sehingga satu jam mengenai pendekatan CME. ACE bekerjasama dengan Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) dan Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO), sehingga CME dapat dilacak dari korona bawah ke ruang antarplanet, melalui L1 tunjuk ke arah Bumi. Misi-misi suria ini secara aktif bekerjasama untuk memberi makluman kepada agensi angkasa mengenai CME yang diarahkan ke Bumi.
Jadi bagaimana jika CME mencapai Bumi? Sebagai permulaan, banyak bergantung pada konfigurasi magnet IMF (dari Matahari) dan medan geomagnetik Bumi (magnetosfera). Secara umum, jika kedua-dua medan magnet diselaraskan dengan polariti yang menunjuk ke arah yang sama, sangat mungkin CME akan ditolak oleh magnetosfera. Dalam kes ini, CME akan meluncur melewati Bumi, menyebabkan beberapa tekanan dan herotan pada magnetosfera, tetapi berlalu tanpa masalah. Walau bagaimanapun, jika garis medan magnet berada dalam konfigurasi anti-selari (iaitu polariti magnet dalam arah yang bertentangan), penyambungan semula magnet boleh berlaku di tepi magnetosfera yang paling hadapan.
Dalam peristiwa ini, IMF dan magnetosfera akan bergabung, menghubungkan medan magnet Bumi dengan Matahari. Ini menetapkan pemandangan untuk salah satu peristiwa yang paling mengagumkan di alam: aurora.
Satelit di Peril
Semasa medan magnet CME menghubungkan dengan Bumi, zarah tenaga tinggi disuntik ke magnetosfera. Kerana tekanan angin suria, garis medan magnet Matahari akan melipat mengelilingi Bumi, menyapu di belakang planet kita. Zarah-zarah yang disuntikkan di "siang hari" akan disalurkan ke kawasan kutub Bumi di mana mereka berinteraksi dengan atmosfera kita, menghasilkan cahaya sebagai aurora. Selama ini, tali pinggang Van Allen juga akan menjadi "super-charge", menciptakan wilayah di sekitar Bumi yang dapat menyebabkan masalah kepada angkasawan yang tidak dilindungi dan satelit yang tidak terlindung. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai kerosakan yang boleh ditimbulkan kepada angkasawan dan kapal angkasa, lihat “Penyakit Sinaran, Kerosakan Sel dan Peningkatan Risiko Kanser untuk Misi Jangka Panjang ke Marikh"Dan"Transistor Baru Dapat Masalah Sinaran Ruang Sisi Langkah.”
Seolah-olah radiasi dari tali pinggang Van Allen tidak mencukupi, satelit dapat menyerah pada ancaman atmosfer yang berkembang. Seperti yang anda harapkan, seolah-olah Matahari memukul Bumi dengan sinar-X dan CME, pemanasan dan pengembangan atmosfera global yang tidak dapat dielakkan, mungkin menyerang ketinggian orbit satelit. Sekiranya dibiarkan, kesan aerobraking pada satelit boleh menyebabkannya perlahan dan turun di ketinggian. Aerobraking telah digunakan secara meluas sebagai penerbangan ruang angkasa alat untuk memperlahankan kapal angkasa ketika dimasukkan ke orbit mengelilingi planet lain, tetapi ini akan memberi kesan buruk pada satelit yang mengorbit Bumi kerana kelajuan yang perlahan dapat menyebabkannya memasuki semula atmosfera.
Kami Merasakan Kesannya di Tanah Terlalu
Walaupun satelit berada di barisan depan, jika terdapat lonjakan kuat zarah-zarah bertenaga yang memasuki atmosfera, kita mungkin merasakan kesan buruk di Bumi juga. Oleh kerana penjanaan elektron sinar-X di ionosfera, beberapa bentuk komunikasi mungkin menjadi tidak rata (atau dikeluarkan bersama-sama), tetapi ini bukan semua yang boleh berlaku. Terutama di kawasan lintang tinggi, arus elektrik yang luas, yang dikenal sebagai "electrojet", dapat terbentuk melalui ionosfera oleh zarah-zarah masuk ini. Dengan arus elektrik datang medan magnet. Bergantung pada intensiti ribut suria, arus dapat disebabkan di sini di tanah, mungkin membebani grid kuasa nasional. Pada 13 Mac 1989, enam juta orang kehilangan kuasa di wilayah Quebec Kanada setelah peningkatan besar dalam aktiviti solar menyebabkan lonjakan dari arus yang disebabkan oleh tanah. Quebec lumpuh selama sembilan jam sementara jurutera berusaha untuk menyelesaikan masalah tersebut.
Bolehkah Matahari Kita Menghasilkan Pembakaran?
Jawapan ringkas untuk ini adalah "tidak".
Jawapan yang lebih panjang adalah lebih banyak terlibat. Walaupun cahaya matahari yang keluar dari Matahari, yang ditujukan terus kepada kita, boleh menyebabkan masalah sekunder seperti kerosakan satelit dan kecederaan pada angkasawan dan pemadaman yang tidak dilindungi, suar itu sendiri tidak cukup kuat untuk memusnahkan Bumi, tentu saja tidak pada tahun 2012. Saya berani mengatakan, dalam masa depan yang jauh ketika Matahari mulai kehabisan bahan bakar dan membengkak menjadi gergasi merah, mungkin ini adalah era buruk bagi kehidupan di Bumi, tetapi kita mempunyai beberapa miliar tahun untuk menunggu itu terjadi. Mungkin ada kemungkinan beberapa suar kelas X dilancarkan dan oleh nasib buruk, kita mungkin terkena serangkaian CME dan ledakan sinar-X, tetapi tidak ada yang kuat untuk mengatasi magnetosfera, ionosfera dan suasana tebal kita di bawah.
Sinar suria "Pembunuh" mempunyai diperhatikan pada bintang lain. Pada tahun 2006, Observatorium Swift NASA menyaksikan suar bintang terbesar yang pernah diamati sejauh 135 tahun cahaya. Dianggarkan telah mengeluarkan tenaga sebanyak 50 juta trilion bom atom, suar II Pegasi akan menghancurkan sebahagian besar kehidupan di Bumi jika Matahari kita melepaskan sinar-X dari suar tenaga itu kepada kita. Namun, Matahari kita bukan II Pegasi. II Pegasi adalah bintang gergasi merah yang ganas dengan pasangan binari di orbit yang sangat dekat. Dipercayai interaksi graviti dengan rakan binari dan fakta bahawa II Pegasi adalah gergasi merah adalah punca di sebalik kejadian suar yang penuh semangat ini.
Doomsayers menunjuk Matahari sebagai sumber pembunuh Bumi yang mungkin, tetapi hakikatnya Matahari kita adalah bintang yang sangat stabil. Ia tidak mempunyai pasangan binari (seperti II Pegasi), ia mempunyai kitaran yang dapat diramalkan (kira-kira 11 tahun) dan tidak ada bukti bahawa Matahari kita menyumbang kepada kejadian kepunahan massal pada masa lalu melalui suar yang diarahkan ke Bumi. Sinar matahari yang sangat besar telah diperhatikan (seperti suar cahaya putih Carrington 1859) ... tetapi kita masih di sini.
Sebagai tambahan, ahli fizik solar terkejut dengan kekurangan aktiviti solar pada permulaan kitaran suria ke-24 ini, menyebabkan beberapa saintis membuat spekulasi bahawa kita mungkin berada di ambang minimum Maunder dan "Little Ice Age". Ini bertentangan dengan ramalan ahli fizik solar NASA pada 2006 bahawa kitaran ini akan menjadi "doozy".
Ini membawa saya untuk membuat kesimpulan bahawa kita masih mempunyai jalan panjang ketika meramalkan kejadian suar suria. Walaupun ramalan cuaca ruang angkasa bertambah baik, akan ada beberapa tahun lagi sehingga kita dapat membaca Matahari dengan cukup tepat untuk mengatakan dengan pasti apa aktifnya kitaran suria. Jadi, tidak kira ramalan, ramalan atau mitos, tidak ada cara fizikal untuk mengatakan bahawa Bumi akan dilanda ada suar, apalagi yang besar pada tahun 2012. Walaupun jika suar besar melanda kita, itu tidak akan menjadi peristiwa kepupusan. Ya, satelit mungkin rosak, menyebabkan masalah sekunder seperti kehilangan GPS (yang mungkin mengganggu kawalan lalu lintas udara misalnya) atau grid kuasa nasional mungkin dibanjiri oleh electrojet auroral, tetapi tidak ada yang lebih melampau daripada itu.
Tetapi tunggu, untuk mengesampingkan masalah ini, para penghalau kiamat sekarang memberitahu kita bahawa suar suria besar akan memukul kita sama seperti medan geomagnetik Bumi melemah dan terbalik, menjadikan kita tidak dilindungi dari kerosakan CME… Sebab mengapa perkara ini tidak berlaku pada tahun 2012 adalah layak untuk artikelnya sendiri. Jadi, nantikan artikel 2012 yang seterusnya “2012: Tiada Pembalikan Geomagnetik“.
Kredit gambar terkemuka: MIT (simulasi supernova), NASA / JPL (rantau aktif solar di EUV). Kesan dan penyuntingan: saya sendiri.
