الفلك

ما هو الحد الأدنى للقذف الكتلي الإكليلي؟

ما هو الحد الأدنى للقذف الكتلي الإكليلي؟

قراءة مقال عام 2005 بقلم فريزر كاين أصغر طرد جماعي إكليلي على الإطلاق أصبحت مثيرة للاهتمام في بالضبط تعريف التعليم الطبي المستمر. يبدو أنه سؤال بسيط - لكنني لم أتمكن من العثور على إجابة للسؤال بنفسي. هل يوجد أصغر احتمال قذف الكتلة الإكليلية (CME)؟ هل هناك حد نظري أم أنها مسألة قدرات مراقبة؟

ملاحظة: تركتُ مفتوحة عن قصد سواء كانت كلمة "صغيرة" تشير إلى الكتلة أو الحجم أو المدة أو أي معلمة أخرى.

المقالة المذكورة أعلاه تدعي أن CME في المربع في الصورة التالية هو في الواقع أصغر CME:

متعلق ب

  • صور Solar Orbiter أول قذف جماعي إكليلي ، بيان صحفي من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي ، بتاريخ 17 مايو 2021
  • تأثير ويلسون: ما مدى "عمق" البقع الشمسية؟

لا ، حيث يتم تعريف "القذف الكتلي الإكليلي" بشكل غامض ويشير إلى حدث غير مرتبط ماديًا بحد معين ، وبالتالي لا يمكن أن يكون له أدنى قيمة حدية غير قابلة للجدل ، بالمعنى الرياضي ، في أي معلمة.

على سبيل المثال ، ينص قاموس أكسفورد على ما يلي:

طرد الكتلة التاجية. إسم - علم الفلك.

حدث تنفجر فيه سحابة كبيرة من البلازما عالية الطاقة والمغناطيسية من الهالة الشمسية إلى الفضاء ، مما يتسبب في اضطرابات الراديو والمغناطيسية على الأرض.

من الواضح أن أي حد ، إذا تم تحديده على بعض القيمة الدقيقة للكتلة ، والتدفق ، والمدة ، وما إلى ذلك ، يجب أن يتم تحديده بشكل تعسفي.

كتمرين فكري ، ضع في اعتبارك ما إذا كان شخص ما قد قدم لك مثل هذا "الحد الأدنى".

يمكنك أنت أو أي طرف ثالث الرد بـ: "حسنًا ، ماذا عن الموقف الذي يقع فيه الحدث إلكترونًا واحدًا فقط (أو ثانية بلانك ، إلخ) أقل من هذا الحد؟ هل يعتبر ذلك بمثابة CME أم لا؟ "


أدى الانفجار الشمسي الضخم إلى جعل رواد الفضاء أكثر أمانًا

بقدر ما كان الأمر مثيرًا ، فإن الانفجار الشمسي الضخم في يوم عيد الحب لم يرسل رواد فضاء على متن محطة الفضاء الدولية للبحث عن غطاء. في الواقع ، من الغريب أنه ربما ساعد في خفض جرعة الإشعاع الإجمالية.

أرسلت العاصفة الشمسية يوم الاثنين - وهي أقوى عاصفة منذ أكثر من أربع سنوات - موجات ضخمة من الإشعاع وجسيمات سريعة الحركة تتدفق نحو الأرض. ظلت الشمس نشطة منذ ذلك الحين ، مع اندلاع توهج كبير آخر اليوم (18 فبراير). ولكن في حين أن العواصف الشمسية الشديدة يمكن أن تعرض رواد الفضاء للخطر ، إلا أن حماية المحطة الفضائية والمجال المغناطيسي للأرض يحميان بشكل عام من مثل هذه الأحداث بشكل جيد ، كما قال الخبراء.

وينبغي أن يوفر ثوران عيد الحب في الواقع فائدة صحية لطيران الفضاء ، حيث يزيل بعضًا من الأشعة الكونية الخطرة عالية الطاقة التي تنطلق من خارج النظام الشمسي.

قال فرانك كوتشينوتا ، كبير العلماء في برنامج إشعاع الفضاء التابع لناسا في مركز جونسون للفضاء في هيوستن: "إنه في الواقع يجعل جرعات الطاقم تنخفض بدلاً من زيادتها". "الأشعة الكونية المجرية هي مصدر قلق أكبر لنا."

انفجار شمسي كبير

أطلقت العاصفة الشمسية في عيد الحب العنان لموجة X من التوهج الشمسي - أقوى الأنواع - التي أطلقت الأشعة السينية وأطوال موجية أخرى من الضوء نحو الأرض. كما ألقى أيضًا بسحابة ضخمة من الجسيمات المشحونة وعقد المجال المغناطيسي ، في حدث يُعرف باسم طرد الكتلة الإكليلية (CME).

تعد CMEs بشكل عام أكثر خطورة على رواد الفضاء من التوهجات ، لأنها يمكن أن تدفع أمامهم بروتونات من الشمس ، مما يسرع الجسيمات إلى سرعات لا تصدق. يمكن أن تكون مثل هذه "العواصف البروتونية" قاتلة لرائد الفضاء الذي وقع في عاصفة واحدة - أثناء المشي على سطح القمر ، على سبيل المثال. [المعرض: صور مدهشة لشمس جديدة من الفضاء]

لكن المحطة الفضائية ليست قريبة من القمر.

يقع المختبر المداري على ارتفاع 220 ميلاً (354 كيلومترًا) فوق الأرض - ولا يزال محصورًا داخل المجال المغناطيسي الوقائي للكوكب. وقال كوسينوتا إن المحطة تحمي جيدًا من معظم العواصف الشمسية. طالما بقي رواد الفضاء في الداخل ، يجب أن يكونوا بخير.

قال كوسينوتا لموقع ProfoundSpace.org: "أي منطقة في المحطة الفضائية محمية بشكل كبير". "لكن نشاط خارج المركبة EVAs ، إذا لم تحدد الوقت المناسب له ، يمكن أن يكون مشكلة."

هذا لا يعني أن رواد الفضاء على متن المحطة معرضون للخطر ، لأن الانفجارات الهائلة حقًا يمكن أن تولد بعض القلق. في عام 2003 ، على سبيل المثال ، دفعت عاصفة شمسية ضخمة رواد الفضاء إلى الاحتماء في الجزء الأكثر حماية من المختبر المداري.

لكن كوتشينوتا قال إن حدث يوم الاثنين لم يستحق مثل هذا الإجراء ، وبشكل عام توفر المحطة حماية جيدة. يتمتع مكوك الفضاء بحماية جيدة من الإشعاع أيضًا ، لذا لا ينبغي أن يمثل الثوران الأخير أي مشاكل لإطلاق ديسكفري القادم ، المقرر في 24 فبراير.

كنس الأشعة بعيدًا

قال كوتشينوتا إنه بدلاً من أن تشكل خطرًا على رواد الفضاء ، يجب أن تساعدهم العاصفة الشمسية الكبيرة يوم الاثنين في الواقع على التخلص من بعض الأشعة الكونية التي تمطر المحطة باستمرار.

الأشعة الكونية هي في الأساس بروتونات عالية الطاقة تولدها موجات صدمة المستعر الأعظم وأحداث مأساوية أخرى في جميع أنحاء الكون. إنهم يتدفقون باستمرار إلى جوارنا الكوني من بعيد ، ومن الصعب إيقافهم أكثر من البروتونات الشمسية.

يخفف الغلاف الجوي للأرض الأشعة الكونية ، لذلك يتلقى رواد الفضاء جرعة إشعاعية أعلى من تلك التي يحصل عليها البشر على الأرض. يمكن للجسيمات سريعة الحركة أن تخترق اللحم ، وتصطدم بالخلايا وتتلف الحمض النووي. بمرور الوقت ، يمكن أن يتسبب التعرض العالي في الإصابة بالسرطان ومشاكل صحية أخرى.

لكن كوتشينوتا قال إن العواصف الشمسية القوية مثل تلك التي انطلقت يوم الاثنين يمكن أن تقلل من هذا التعرض. تعمل الحقول المغناطيسية على انحراف الجسيمات المشحونة ، لذلك عندما يتجه CME نحو الأرض ، فإنه يكتسح العديد من الأشعة الكونية في مساره.

هذه الظاهرة ، المعروفة باسم "انخفاض فوربوش" بعد العالم الذي اكتشفها ، تمت ملاحظتها مرارًا وتكرارًا. يمكن أن يكون التأثير دراماتيكيًا ومستدامًا. قال مسؤولو ناسا إنه خلال موجة واحدة من العواصف الشمسية في عام 2005 ، على سبيل المثال ، انخفض التعرض للأشعة الكونية على محطة الفضاء بنسبة 30 في المائة.

لذلك ، في حين أن العواصف الشمسية الكبيرة يمكن أن تكون مدمرة - وتعطل البنية التحتية للطاقة والاتصالات حول العالم - يمكن لقوتها الهائلة أيضًا أن تقدم بعض الخير ، حيث تخلق فقاعة واقية حول رواد الفضاء الذين يطفون مئات الأميال فوق الأرض. يمكن أن تخلق CME شفقًا مذهلاً - يظهر الضوء بالقرب من قطبي الأرض - أيضًا ، ولا شيء يعطس فيه أيضًا.


جميع رموز تصنيف Science Journal (ASJC)

  • APA
  • مؤلف
  • BIBTEX
  • هارفارد
  • اساسي
  • RIS
  • فانكوفر

مخرجات البحث: المساهمة في المجلة ›المقال› مراجعة الأقران

T1 - توزيع البلازميدات في صفائح تيار طرد الكتلة الإكليلي

N2 - في الآونة الأخيرة ، تم اقتراح تجزئة الورقة الحالية في نظام عدد Lundquist المرتفع الناجم عن عدم استقرار البلازمويد كآلية محتملة لإعادة الاتصال السريع. في هذا العمل ، قمنا بالتحقيق في هذا السيناريو من خلال مقارنة توزيع البلازمويدات التي تم الحصول عليها من بيانات المراقبة ذات الزاوية الكبيرة والقياسات الطيفية (LASCO) لحدث طرد الكتلة الإكليلية مع محاكاة مغناطيسية هيدروديناميكية مقاومة لحدث مماثل. يتم تحليل بيانات LASCO / C2 باستخدام الفحص البصري ، بينما يتم تحليل البيانات الرقمية باستخدام كل من الفحص البصري وطريقة طوبولوجية أكثر دقة. بمقارنة بيانات المراقبة بالبيانات الرقمية التي تم تحليلها بكلتا الطريقتين ، نحدد قيودًا رئيسية على طريقة الفحص البصري ، نظرًا لصعوبة حل البلازميدات الأصغر. تثير هذه النتيجة أسئلة حول تقارير التوزيعات اللوغاريتمية العادية للبلازمويدات وغيرها من السمات المتماسكة في الأدبيات الحديثة. استنادًا إلى علاقات القياس غير الخطية لعدم استقرار البلازميد ، فإننا نستنتج حدًا أدنى لعرض الورقة الحالية ، بافتراض أن الآلية الأساسية لتوسيع الورقة الحالية هي الانتشار المقاوم.

AB - في الآونة الأخيرة ، تم اقتراح تجزئة الورقة الحالية في نظام عدد Lundquist المرتفع الناجم عن عدم استقرار البلازمويد كآلية محتملة لإعادة الاتصال السريع. في هذا العمل ، قمنا بالتحقيق في هذا السيناريو من خلال مقارنة توزيع البلازمويدات التي تم الحصول عليها من بيانات المراقبة ذات الزاوية الكبيرة والقياسات الطيفية (LASCO) لحدث طرد الكتلة الإكليلية مع محاكاة مغناطيسية هيدروديناميكية مقاومة لحدث مماثل. يتم تحليل بيانات LASCO / C2 باستخدام الفحص البصري ، بينما يتم تحليل البيانات الرقمية باستخدام كل من الفحص البصري وطريقة طوبولوجية أكثر دقة. بمقارنة بيانات المراقبة بالبيانات الرقمية التي تم تحليلها بكلتا الطريقتين ، نحدد قيودًا رئيسية على طريقة الفحص البصري ، نظرًا لصعوبة حل البلازميدات الأصغر. تثير هذه النتيجة أسئلة حول تقارير التوزيعات اللوغاريتمية العادية للبلازمويدات وغيرها من السمات المتماسكة في الأدبيات الحديثة. استنادًا إلى علاقات القياس غير الخطية لعدم استقرار البلازميد ، فإننا نستنتج حدًا أدنى لعرض الورقة الحالية ، بافتراض أن الآلية الأساسية لتوسيع الورقة الحالية هي الانتشار المقاوم.


العنوان: لماذا تزداد الكتلة الظاهرية للقذف الكتلي الإكليلي؟

الكتلة هي واحدة من أهم المعلمات الأساسية التي تميز ديناميكيات القذف الكتلي الإكليلي (CME). لقد وجد أن الكتلة الظاهرية CME المقاسة من زيادة السطوع في فقرات التاج تزداد أثناء تطورها في الهالة. ومع ذلك ، فإن الفيزياء وراء ذلك غير واضحة. هل يأتي مكسب الكتلة الظاهر من التدفق الخارج من مناطق التعتيم في الهالة المنخفضة ، أو من تراكم بلازما الرياح الشمسية حول CME؟ نحن هنا نحلل التطور الجماعي لستة أحداث CME. استنادًا إلى ملاحظات الهوناجراف من مرصد العلاقات الشمسية الأرضية ، وجدنا أن كتلها زادت بمعامل 1.3-1.7 من 7 إلى 15 درجة مئوية.، حيث يكون التأثير الخفي ضئيلًا. ثم نعتمد نموذج "مجرفة الثلج" لحساب المساهمة الكتلية للرياح الشمسية المتراكمة. تعطي النتيجة دليلاً على أن تراكم الرياح الشمسية ربما يقدم مساهمة لا تذكر في زيادة الكتلة. في نطاق الارتفاع من حوالي 7 إلى 15 ص، فإن نسبة النموذج إلى زيادة الكتلة المقاسة أكبر تقريبًا من 0.55 على الرغم من أنه يعتقد أن النسب مبالغ فيها. ليس من الواضح حتى الآن ما إذا كان تراكم الرياح الشمسية هو أكبر مساهم في الكتلة النهائية المشتقة من ملاحظات كوروناجراف ، لكنه يلعب دورًا متزايد الأهمية في زيادة الكتلة حيث يتحرك CME بعيدًا عن الشمس. وقوو أقل


كارثة الطاقة الشمسية لعام 2012 التي كانت تقريبًا

في يوليو 2012 ، تهربت الأرض من رصاصة. أو بشكل أكثر دقة ، الرصاصة كانت مخطئة. لكن لو حدث ذلك ، لكنا في ورطة كبيرة.

الرصاصة في هذه الحالة كانت عاصفة شمسية ، انفجار لمليار طن من البلازما ينفجر خارجًا من الشمس. هذا النوع من الأحداث - يسمى القذف الكتلي الإكليلي أو CME - هو في الواقع شائع نسبيًا. ولكن هذا التعليم الطبي المستمر تحديداً كان وحشًا ... في الواقع ، ربما كان أقوى واحد على الإطلاق.

يسألني الناس أحيانًا عما إذا كان أي شيء في علم الفلك يقلقني حقًا. يوجد شيء مثل هذا بالقرب من أعلى القائمة لماذا؟ لأن عاصفة بهذا الحجم كبيرة بما يكفي للتسبب في انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع يمكن أن يستمر لأشهر ، ويمكن أن تلحق الضرر بالأقمار الصناعية الحرجة التي نعتمد عليها في وجودنا الحديث.

على الرغم من أن هذا قد أخطأنا ، فقد اصطدم بقمر صناعي يدور حول الشمس يسمى STEREO A ، والذي راقب كل شيء. إليك مقطع فيديو يُظهر الحدث كما يظهر من مركبة فضائية مختلفة (تم شرح الأجزاء المختلفة على صفحة SDO على YouTube):

أصابني الجزء في الساعة 0:20 بقشعريرة. كل هذا "الثلج" الذي تراه هو في الواقع نتيجة لعدد لا يحصى من الجسيمات دون الذرية التي تصطدم بالستيريو A بسرعة حوالي 1 بالمائة من سرعة الضوء. هذا سريع.

إذن ما الذي يحدث هنا؟ وهل كان هذا الحدث بالغ الخطورة حقًا؟

النسخة السريعة من ذلك هي أن للشمس مجال مغناطيسي معقد للغاية. يوجد داخل الشمس حزم هائلة من البلازما الساخنة (الغاز مع إلكتروناته المنزوعة) التي ترتفع من الأعماق. هذه النقط لها مجال مغناطيسي داخلي خاص بها ، وعندما ترتفع إلى السطح ، تخترق الحلقات الضخمة لخطوط المجال المغناطيسي (على غرار ما تراه في الرسوم البيانية المغناطيسية الشريطية) السطح. تحمل هذه الحلقات قدرًا هائلاً من الطاقة معها ، وعادةً ما تحمل تلك الطاقة أعلى الحلقة وتعود إلى الشمس.

ولكن إذا تشابكت مجموعة من هذه الحلقات ، فيمكنها التفاعل والتواصل مع بعضها البعض ، وإطلاق طاقتها كلها مرة واحدة. الانفجار الناتج يقزم الترسانة النووية الكاملة لكوكبنا وهو ما نسميه التوهج الشمسي. في بعض الأحيان ، يمكن أن يؤدي هذا إلى إطلاق أكبر للطاقة في الغلاف الجوي الخارجي للشمس (الهالة). هذا طرد كتلة إكليلية. تكتسح الفقاعة المتسعة من الجسيمات دون الذرية والطاقة في النظام الشمسي ، وإذا اصطدمت بالأرض ، فيمكنها الاتصال بمجالنا المغناطيسي ، مما يخلق جميع أنواع الخراب.

يمكن للانفجار العنيف للجسيمات دون الذرية أن يقلي الأقمار الصناعية ويمكن أن يحفز تيارات كبيرة من الكهرباء في أعماق الأرض. يمكن أن يؤدي هذا بدوره إلى زيادة الطاقة التي يمكن أن تتسبب في انقطاع التيار الكهربائي ، تمامًا مثل هذا الحدث في عام 1989 الذي أدى إلى تفجير المحولات في الولايات المتحدة وتسبب في انقطاع التيار الكهربائي في كيبيك.

كانت أكبر عاصفة شمسية من هذا القبيل على الإطلاق هي عاصفة أول لم يسبق له مثيل: 1859 حدث كارينغتون. كانت هذه العاصفة قوية جدًا لدرجة أنها فجرت التلغراف عبر الولايات المتحدة وتسببت في حدوث الشفق القطبي في جميع أنحاء الكوكب.

يقدر دانيال بيكر ، عالم الفلك الشمسي في جامعة كولورادو ، أن عاصفة يوليو 2012 كانت على الاكثر بقوة حدث كارينغتون. لو أصابنا ، لكانت النتائج كارثية.

اريد ان اكون حذرا هنا أحاول دائمًا أن أكون حريصًا جدًا على عدم المبالغة في تقدير أو التقليل من مخاطر الأحداث الفلكية - على سبيل المثال ، يشعر بعض الأشخاص بالذعر من الأشياء منخفضة المخاطر للغاية ، وأنا بالتأكيد لا أريد المبالغة في تقدير المخاطر. لكن في هذه الحالة ، لا توجد طريقة أخرى لقول هذا: إذا أصابنا CME 2012 ، لكانت كارثة عالمية.

العديد من الأقمار الصناعية كان من الممكن أن يتم تقليصها ، ونفاد أجهزتها الإلكترونية. هذا وحده يعني أننا سنخسر مليارات الدولارات من الأصول الفضائية ، ناهيك عن خسارة الاتصالات الدولية ، والتنبؤ بالطقس ، وجميع الأنظمة الهامة الأخرى التي تعتمد على الأقمار الصناعية.

على الأرض ، لم تكن الأمور شديدة السخونة أيضًا. كان من الممكن أن يحدث انقطاع للتيار الكهربائي على نطاق واسع. المحولات الكبيرة ستدمر بفعل التيار الهائل المتدفق من خلالها بفعل العاصفة. يمكن أن تستغرق هذه المحولات شهورًا للبناء والنشر ، تخيل أن جزءًا كبيرًا من الولايات المتحدة بدون كهرباء لعدة أشهر - خاصة في الأشهر الحارة بشكل مذهل في شهري يوليو وأغسطس ، عندما يكون الحمل على شبكة الطاقة مرتفعًا جدًا بالفعل.

لذلك لا تمزح ، حدث مثل هذا سيكون سيئًا للغاية. أنا سعيد لأنه فاتني!

لكن ضع في اعتبارك ، كان ذلك بسبب الصدفة. كان من الممكن أن يصيبنا بسهولة. بالنظر إلى العواصف من الخمسين عامًا الماضية ، يقدر بيكر احتمالات تعرض الأرض لعاصفة مماثلة في السنوات العشر القادمة بنسبة 12 بالمائة. هذا أعلى قليلاً مما يجعلني مرتاحًا ، لوصف الأمر بدقة.

لا يوجد شيء فعليًا يمكننا فعله لمنع حدوث مثل هذه العواصف على الشمس. ومع ذلك ، هناك طرق يمكننا من خلالها تخفيف الضرر الذي يمكن أن تسببه. يمكن صنع الأقمار الصناعية لمقاومة آثار مثل هذه العاصفة ، على سبيل المثال. آخر هو أن شبكة الطاقة في الولايات المتحدة تم تصميمها وبناؤها في الأيام التي كان فيها الحمل أقل بكثير مما هو عليه اليوم ، ويمكن ترقيتها لتحمل أو تبديد التيار الإضافي الناتج عن CME كبير.

بالطبع ، هذه التقنيات تكلف المال. الكثير منها ، بالتأكيد المليارات. لكن تقديرات الضرر الذي حدث في عام 2012 كان من الممكن أن يكون سببها أعلى 2 تريليون دولار. وهذا لا يشمل المعاناة البشرية الناتجة.

ربما يكون الإنذار المبكر هو أفضل مسار عمل لنا. يقول أشلي ديل ، المهندس في جامعة بريستول ، وزملاؤه في مبادرة سولار ماكس ، إن نشر أقمار صناعية صغيرة حول الشمس يمكن أن يقيس مجالها المغناطيسي والبيئة التي تتدفق فيها العواصف الشمسية. يمكن أن يساعدنا هذا في توقع متى وأين قد تحدث العواصف الكبيرة ، وما إذا كانت تستهدف الأرض. ويقدرون أن هذا قد يمنحنا في عدة أيام تحذيرًا بالوقت الحرج اللازم لتحويل الطاقة على الشبكة ، وإغلاق خطوط الطاقة الضعيفة ، وإعادة توجيه الأقمار الصناعية ، وأكثر من ذلك. كل هذه الإجراءات يمكن أن تمنع الكثير من الضرر الذي يمكن أن تحدثه العاصفة.

لقد كنت أقرع هذه الطبل لبعض الوقت كتبت عنها في كتابي الموت من السماء!. أنا آخذ هذا التهديد على محمل الجد ، وبالنظر إلى ما تعلمناه عن هذا الحدث ، أعتقد أن الجميع بحاجة إلى ذلك.


يمسك علماء الفلك بنجوم بعيدة تنتج توهجًا ضخمًا ونقطة بلازما

قد يكون علماء الفلك قد رصدوا نجمًا بعيدًا يقذف a مضيئة عملاقة توصلت دراسة جديدة إلى أن الطاقة التي حشدت 100 ألف مرة أكثر من أي طاقة تُرى من شمس الأرض.

قال الباحثون أيضًا إنهم قاموا بأول اكتشاف واضح لنجم بعيد ينبعث منه نوع من الثوران يُعرف باسم الانبعاث الكتلي الإكليلي الذي لم يُشاهد حتى الآن إلا من شمسنا. قد مثل هذه الانفجارات تعيث فسادا في أي من العوالم المحيطة، المؤلف الرئيسي كوستانزا أرجيروفي ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة باليرمو في إيطاليا ، قال لموقع ProfoundSpace.org.

العلماء أكثر دراية بديناميات شمسنا. مشاعل شمسية نكون أكبر الانفجارات في النظام الشمسي للأرض. يطلق نجمنا العنان لهذه الدفقات الشديدة من الإشعاع عندما يتم إطلاق الطاقة المغناطيسية التي تتراكم في الشمس فجأة. يمكن أن تهدد الانفجارات الأقمار الصناعية أو رواد الفضاء في المدار.

في كثير من الأحيان ، تكون التوهجات الشمسية مصحوبة بإطلاق فقاعات عملاقة من المواد النجمية ، وهذه هي القذف الكتلي الإكليلي. هذه الانفجارات البركانية هي أقوى الأحداث المغناطيسية على شمس الأرض ، حيث تفجر ما يصل إلى 44 مليار طن (40 مليار طن متري) من البلازما شديدة الحرارة ، أو سحب الجسيمات المشحونة كهربائيًا. واحدة من أسرع القذف الكتلي الإكليلي المسجل، التي تم اكتشافها في عام 2012 ، تسابقت عبر الفضاء بسرعة تصل إلى 7.92 مليون ميل في الساعة (12.75 مليون كم / ساعة).

يشتبه العلماء في أن هاتين الظاهرتين تحدثان على نجوم أخرى أيضًا. رصد علماء الفلك ارتفاعات قصيرة في متوسط ​​السطوع النجمي كما يعتقدون تمثل مشاعل. وجد الباحثون أيضًا أن النجوم الأخرى يمكن أن تكون أكثر نشاطًا مغناطيسيًا بما يصل إلى 10000 مرة من الشمس ، مما يشير إلى أنها يمكن أن تنفجر بانبعاثات جماعية إكليلية أقوى عدة مرات من تلك التي تُرى من الشمس.

قال المؤلف الرئيسي كوستانزا أرجيروفي ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة باليرمو في إيطاليا ، لموقع ProfoundSpace.org: "يُعتقد أن القذف الكتلي الإكليلي النجمي مهم للفيزياء النجمية". "يمكن للقذف الكتلي النجمي الإكليلي أن يسبب كميات كبيرة من الكتلة وفقدان الطاقة الحركية أثناء الحياة النجمية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤثر القذف الكتلي الإكليلي النجمي أيضًا على أنظمة الكواكب الخارجية."

ومع ذلك ، حتى الآن ، لم يكتشف علماء الفلك أيًا منها القذف الكتلي الإكليلي من نجم آخر ، لأن الباحثين لم يتمكنوا من حل أي تفاصيل على أسطح النجوم.

قال أرجيروفي: "كانت القذف الكتلي النجمي الإكليلي بعيد المنال للغاية". "في العقود القليلة الماضية ، كانت هناك ادعاءات قليلة عن اكتشاف القذف الكتلي النجمي ، لكن جميعها كانت غير مؤكدة إلى حد ما." الآن ، قال أرجيروفي وزملاؤه إن لديهم دليلًا أقوى على مثل هذا الاكتشاف.

ركز الباحثون على HR 9024 ، وهو نجم أصفر عملاق يساوي ما يقرب من ثلاثة أضعاف كتلة شمس الأرض ويقع على بعد 455 سنة ضوئية من كوكبنا. استخدام مرصد شاندرا الفضائي التابع لناسا، قاموا بتحليل الأشعة السينية من بلازما النجم ، والتي كانت شديدة الحرارة 7.2 مليون درجة فهرنهايت (4 ملايين درجة مئوية).

وجد العلماء أن الضوء الصادر من HR 9024 قد تغير في التردد بطريقة تشير إلى أن البلازما الساخنة كانت تتحرك صعودًا وهبوطًا باتجاه سطح النجم. (من شأن هذا التغيير أن يسجل في بيانات الأشعة السينية في ظاهرة مشابهة لتأثير دوبلر ، الذي يتسبب في انطلاق صفارات الإنذار لسيارة الإسعاف نغمة أعلى عندما تتجه السيارة نحوك وتنخفض درجة صوتها أثناء تحركها بعيدًا.) اقترح الباحثون أن هذا دليل على طرد كتلة إكليلية من النجم.

قدر الباحثون أن القذف الكتلي الإكليلي أطلق حوالي 1.3 مليون طن (1.2 مليون طن متري) من المواد ، أي أقل بقليل من ربع متوسط ​​كتلة الغلاف الجوي للأرض. اقترح الفريق أن الطرد أطلق حوالي 5.2 تريليون كوادريليون جول من الطاقة الحركية ، أو حوالي 80 تريليون ضعف كمية الطاقة المنبعثة من القنبلة الذرية التي أسقطت على هيروشيما وحوالي 100000 مرة أكثر من الطاقة التي تُرى من أقوى مشاعل معروفة من شمسنا.

قال أرجيروفي: "القذف الكتلي الإكليلي المكتشف هو أكبر بـ 10 آلاف مرة من أكثر القذف الشمسي تطرفاً ، لكن ليس بالسرعة المتوقعة". "القذف الكتلي الإكليلي الشمسي يمكن إخراجها بسرعات تصل إلى ألف كيلومتر في الثانية [2.2 مليون ميل في الساعة] ، بينما تبلغ سرعة القذف الكتلي الإكليلي المكتشف 90 كيلومترًا في الثانية [200000 ميل في الساعة]. "تشير هذه السرعة البطيئة نسبيًا إلى أن الحقول المغناطيسية القوية للشباب قال أرجيروفي إن النجوم النشطة مثل HR 9024 ليست فعالة مثل الشمس في تسريع القذف الكتلي الإكليلي.

ولكن بشكل عام ، فإن كل هذه الصفات المكتشفة "تتفق بدقة مع التنبؤات القائمة على نمذجة التوهج ، مما يثبت أن فهمنا للتوهجات النجمية قوي حقًا ،" كما قال أرجيروفي. ومع ذلك ، يمكن للأبحاث المستقبلية أن تكشف عن المزيد من القذف الكتلي النجمي الإكليلي ، مما يسمح للعلماء بمعرفة كيف يمكن أن تختلف هذه عن تلك التي تنتجها الشمس ، كما أشار.

شرح العلماء بالتفصيل النتائج التي توصلوا إليها على الإنترنت في 27 مايو في مجلة Nature Astronomy.


ملخص النتائج الجديدة

نظرًا للتأثيرات المحتملة للاعتداءات الطبية الإكليلية الموجهة من الأرض ، قد يرغب المرء في امتلاك أدوات يمكن بواسطتها التنبؤ بحدوث التعليم الطبي المستمر. السمة التي تم العثور عليها لتكون شائعة في العديد من الانفجارات هي بنية على شكل حرف "S" للمنطقة النشطة الشمسية المنتجة للكتل CME قبل حدوث الثوران. ورقتان تصفان كيف تميل sigmoids إلى حدوث ثورات بركانية هما: Sterling and Hudson (1997 ، مجلة الفيزياء الفلكية (رسائل)، المجلد. 491 ، الصفحة L55) و Hudson et al. (1998 ، رسائل البحوث الجيوفيزيائية، المجلد. 25 ، رقم 14 ، ص 2481). شكل "S" - أو السيني - يمكن رؤيته في الصورة أعلاه لثوران 16 يناير 93. يوجد اثنان من sigmoids في اللوحة العلوية ، أحدهما مشرق بشكل مميز في اللوحة اليسرى السفلية. غالبًا ما يمكن ملاحظة التركيب السيني لعدة أيام قبل حدوث ثوران يمكن رؤيته في الفيلم المرتبط أدناه. توضح النماذج النظرية - بل وتتنبأ - هذا الهيكل السلائف. الآن ، تُظهر الدراسة الإحصائية التي أجراها Canfield و Hudson و McKenzie أن الشكل السيني يمكن استخدامه كمؤشر موثوق به على احتمالية اندلاع منطقة نشطة. بالإضافة إلى ذلك ، تربط الدراسة الاحتمالية البركانية بـ بحجم من المنطقة.

لا يزال من غير الممكن التنبؤ بالضبط متي ستنتج منطقة معينة CME. ومع ذلك ، تسمح النتائج الجديدة لعلماء الفلك والمتخصصين في طقس الفضاء بالتنبؤ باحتمالية حدوث عواصف فضائية بنفس الطريقة التي يتنبأ بها علماء الأرصاد الجوية بالطقس على الأرض. الصور من إعداد هيو هدسون وديفيد ماكنزي.


ما هو طرد الكتلة التاجية؟

تعتبر عمليات إخراج الكتلة التاجية (CME's) أحداثًا ديناميكية يتم فيها إخراج البلازما التي كانت محتواة في البداية على خطوط المجال المغناطيسي الإكليلية المغلقة إلى الفضاء بين الكواكب. هذه الأحداث هي أحداث يومية ، يتم حساب متوسطها على مدار دورة شمسية ، وتنطوي على كتل كبيرة ، عادةً 10 15 إلى 10 16 جرامًا ، والطاقات الميكانيكية بترتيب 10 31 إلى 10 32 ergs. يطرح اضطراب ما يمكن اعتباره هيكلًا مستقرًا ومغلقًا مغناطيسيًا أسئلة أساسية في مجال الديناميكا المائية المغناطيسية (MHD).

من الناحية العملية ، يعد الفهم المحسن للانبعاثات الجماعية أمرًا مهمًا أيضًا ، حيث من المعروف أنها تلعب دورًا رئيسيًا في العواصف غير المتكررة في الغلاف المغناطيسي للأرض والغلاف الأيوني ، والتي بدورها مسؤولة عن تعزيز النشاط الشفقي وتلف الأقمار الصناعية وبعض القوة فشل المحطة. تخلق المقذوفات الجماعية هذه الاضطرابات عن طريق دفع موجات الصدمة بين الكواكب وتسريع الجسيمات إلى سرعات نسبية ، وكلها تأتي "تصطدم" بالبيئة المغناطيسية للأرض. [انظر جوسلينج وآخرون. (1974) ، روست (1983) ، شيلي وآخرون. (1985) ، شوين (1986) ، كان وآخرون. (1987) ، Feynman and Garrett (1987) ، Kahler (1994) ، Bravo and Perez-Enriquez (1994) ، McAllister et al. (1996 أ) ، وايس وآخرون. (1996) ، ريمس وآخرون. (1996)]. يظهر مثال على CME أدناه في الشكل 1.

الشكل 1: تراكب للضوء الأبيض وصور هيدروجين ألفا (H-alpha) تُظهر بنية القذف الكتلي الإكليلي الذي لوحظ من الفضاء والأرض في 5 أكتوبر 1989.

تم تسجيل صور الضوء الأبيض للإكليل الخارجي بواسطة البعثة الشمسية القصوى (SMM) التي تدور حول فقرة التاج (C / P) تم تسجيل الهالة الداخلية بواسطة K-Coronameter (Mark-III) في مرصد Mauna Loa الشمسي (MLSO).

الصورة الحمراء الممتدة إلى الخارج من الطرف الشمسي مأخوذة من مرقاب البروز Mauna Loa H-alpha ، وهي تُظهر بروزًا ثورانيًا يمتد جيدًا إلى الإكليل. تم التقاط صورة القرص وأطراف H-alpha الحمراء الأعمق من قبل مركز بيئة الفضاء (SEC) التابع لـ NOAA وتم التقاطها قبل ساعتين تقريبًا من ظهور البروز.

كانت الشمس سببًا رئيسيًا للشك كسبب للنشاط المغنطيسي الأرضي لعقود عديدة [Chapman and Ferraro (1931)]. كشفت الدراسات المبكرة للشمس أن الهياكل المعروفة باسم البروز (تسمى الخيوط عند رؤيتها على القرص الشمسي) من المحتمل أن يتم إخراجها في الفضاء بين الكواكب [بيتيت (1932) ، بيتيت (1940) ، بييركي (1957) ، فالنيسك (1964)]. وقد لوحظت قذائف جماعية في أدوات قياس الإكليل والكوروناجراف

25 عامًا [للاطلاع على الملاحظات المبكرة ، انظر: Tousey et al. (1974) ، هانسن وآخرون. (1974) ، Brueckner (1974) ، Hildner et al. (1975 أ)].

تم تحديد الخصائص الأساسية ، مثل التشكل والموقع والعرض والسرعة والتسارع والكتلة ، من خلال الملاحظات من الأدوات على OSO و Skylab و Solwind و SMM ومن Mauna Loa K-Coronameter (Mark-III). [المراجع: Hildner et al. (1976) ، جوسلينج وآخرون. (1976) ، MacQueen and Fisher (1983) ، Munro and Sime (1985) ، Howard et al. (1985) ، هوارد وآخرون. (1986) ، Hundhausen (1993) ، Webb & Howard (1994a) ، Hundhausen et al. (1994a) و Hundhausen et al. (1994 ب)].

يتم تقديم مراجعات لأصول القذف الكتلي الإكليلي وعلاقتها بأشكال أخرى من النشاط الشمسي بواسطة MacQueen (1980) ، Wagner (1984) ، Hundhausen (1987) ، Kahler (1987) Forbes (1991) ، Kahler (1992) ، Webb et al. (1994b) ، Low (1996) ، و Hundhausen في المطبعة (1997).

المعرفة الرصدية للقذف الكتلي التاجي

    تحدث المقذوفات الجماعية في مناطق الحقول المغناطيسية المغلقة التي تغطي خطوط انعكاس القطبية المغناطيسية [Hundhausen (1993)]. خطوط انعكاس القطبية (أو المحايدة) هي مواقع تشكيل قناة الفتيل ، وفي النهاية ، الخيوط نفسها. توجد الخيوط فيما يُعتقد أنه بنية ثلاثية الأبعاد ذات كثافة منخفضة وقوة مجال مغناطيسي أعلى تُعرف باسم تجويف الشعيرة ، وتحيط بها قشرة من مادة إكليلية أكثر كثافة. يُظهر هذا الهيكل المكون من ثلاثة أجزاء الشكل الكلاسيكي للحلقة + التجويف + الأساسي عند رؤيته في صور الضوء الأبيض لـ CME (كما هو موضح في الشكل 1) ، وهو الشكل الأكثر شيوعًا لطرد الكتلة الذي لوحظ في صور الإكليل السفلي والوسطى (1.1) إلى 5.0 أنصاف أقطار شمسية).

الشكل 2: تم تصوير هذا البروز في يونيو 1946 من خلال مرشح مركزه على خط انبعاث الهيدروجين المحايد المعروف باسم هيدروجين ألفا (أو H-alpha).

عادة ما تكون البروزات الممتدة حتى الآن فوق الغلاف الضوئي ليست ثابتة ، ولكنها تتوسع للخارج في مرحلة ثوران. يرسم القوس اللامع أسفل الصورة الطرف الشمسي. هذه الصورة هي واحدة من عشرين صورة جمعها الدكتور بول شاربونو والدكتور وهران وايت وقدمت كمقدمة مصورة للشمس.

في حين أن بعض أشكال النشاط مثل الانفجارات الخيطية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالانبعاثات الجماعية ، فلا يوجد أي شكل من أشكال النشاط له تطابق واحد لواحد مع المقذوفات الجماعية. هناك أمثلة لجميع أنواع الأنشطة المرتبطة التي تم تسجيلها دون الكشف عن طرد جماعي ، كما ورد في تقرير كاهلر (1987). التحديد الدقيق لتسلسل الأحداث التي تؤدي إلى طرد جماعي والنشاط المرتبط بها سيحل بعض هذه الالتباسات.

خلال التسعينيات ، تم إطلاق العديد من الأقمار الصناعية بنجاح وهي تعيد معلومات جديدة حول الشمس والرياح الشمسية. تم إطلاق المركبة الفضائية أوليسيس في أكتوبر 1990 من مكوك الفضاء ديسكفري (المهمة: STS-41C) وهي الآن تدور حول الشمس في مدار قطبي ، مما يوفر أول قياسات في الموقع للرياح الشمسية عند خطوط العرض العالية. تم إطلاق المركبة الفضائية WIND في نوفمبر 1994 ، وهي في مدار هالة عند نقطة Earth-Sun L1. وهو يقيس بارامترات البلازما للرياح الشمسية الصادرة من الأرض ، مما يوفر مدخلات لدراسات الغلاف المغنطيسي والغلاف الأيوني والتنبؤ بالعواصف المغناطيسية الأرضية.

تم إطلاق مرصد الغلاف الشمسي للغلاف الشمسي (SOHO) في ديسمبر 1995 ، ويتضمن أدوات مثل تجربة Coronagraph ذات الزاوية الكبيرة (LASCO) التي توفر صورًا بالضوء الأبيض للإكليل حتى 30 نصف قطر شمسي ، وتلسكوب التصوير فوق البنفسجي الشديد (EIT) الذي يسجل القرص الشمسي والهالة المنخفضة فوق الطرف في ضوء الأشعة فوق البنفسجية. SOHO و WIND جزء من البرنامج الدولي لفيزياء الأرض الشمسية (ISTP). ستوفر هذه البيانات وغيرها من البيانات الجديدة المثيرة بعض المعلومات اللازمة للإجابة على بعض الأسئلة التي طال أمدها حول القذف الكتلي الإكليلي.

يتم تشغيل مرصد ماونا لوا الشمسي (MLSO) من قبل مرصد الارتفاع العالي (HAO) ، وهو قسم من المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي (NCAR) ، وبتمويل من مؤسسة العلوم الوطنية (NSF).


كارثة الطاقة الشمسية لعام 2012 التي كانت تقريبًا

في يوليو 2012 ، تهربت الأرض من رصاصة. أو بشكل أكثر دقة ، الرصاصة كانت مخطئة. لكن لو حدث ذلك ، لكنا في ورطة كبيرة.

الرصاصة في هذه الحالة كانت عاصفة شمسية ، انفجار لمليار طن من البلازما ينفجر خارجًا من الشمس. هذا النوع من الأحداث - يسمى القذف الكتلي الإكليلي أو CME - هو في الواقع شائع نسبيًا. لكن هذا التعليم الطبي المستمر تحديداً كان وحشًا ... في الواقع ، ربما كان أقوى واحد على الإطلاق.

المزيد من علم الفلك السيئ

يسألني الناس أحيانًا عما إذا كان أي شيء في علم الفلك يقلقني حقًا. يوجد شيء مثل هذا بالقرب من أعلى القائمة. لماذا ا؟ لأن عاصفة بهذا الحجم كبيرة بما يكفي للتسبب في انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع يمكن أن يستمر لأشهر ، ويمكن أن تلحق الضرر بالأقمار الصناعية الحرجة التي نعتمد عليها في وجودنا الحديث.

على الرغم من أن هذا أخطأنا ، فقد اصطدم بقمر صناعي يدور حول الشمس يسمى STEREO A ، والذي راقب كل شيء. إليك مقطع فيديو يوضح الحدث كما يظهر من مركبة فضائية مختلفة (تم شرح الأجزاء المختلفة على صفحة SDO على YouTube):

أصابني الجزء في الساعة 0:20 بقشعريرة. كل هذا "الثلج" الذي تراه هو في الواقع نتيجة لعدد لا يحصى من الجسيمات دون الذرية التي تصطدم بالستيريو A بسرعة حوالي 1 بالمائة من سرعة الضوء. هذا سريع.

إذن ما الذي يحدث هنا؟ وهل كان هذا الحدث بالغ الخطورة حقًا؟

النسخة السريعة من ذلك هي أن للشمس مجال مغناطيسي معقد للغاية. Inside the Sun there are enormous packets of hot plasma (gas with its electrons stripped off) that rise from deep within. These blobs have their own internal magnetic field, and as they rise to the surface the huge loops of magnetic field lines (similar to what you see in bar magnet diagrams) pierce the surface. These loops carry a vast amount of energy with them, and normally carry that energy up the loop and back down into the Sun.

But if a bunch of these loops get tangled, they can interact and connect with each other, releasing their energy all at once. The resulting explosion dwarfs our planet’s entire nuclear arsenal and is what we call a solar flare. Sometimes, this can trigger an even larger release of energy in the Sun’s outer atmosphere (the corona). That’s a coronal mass ejection. The expanding bubble of subatomic particles and energy sweeps out into the solar system, and if it hits the Earth, it can connect with our own magnetic field, creating all kinds of havoc.

The fierce blast of subatomic particles can fry satellites and can induce large currents of electricity deep within the Earth. This can in turn create a surge of energy that can cause blackouts just such an event in 1989 blew out transformers in the U.S. and caused a blackout in Quebec.

Damage done to a transformer in Quebec during the 1989 solar storm. الائتمان: ناسا

The largest such solar storm ever seen was also the أول one ever seen: the 1859 Carrington Event. This storm was so powerful it blew out telegraphs across the U.S. and caused aurorae all over the planet.

Daniel Baker, a solar astronomer at the University of Colorado, estimates that the July 2012 storm was على الاكثر as powerful as the Carrington Event. Had it hit us, the results would have been catastrophic.

I want to be careful here. I always try to be very careful not to either overplay or understate the risks from astronomical events—some people panic over things that are very low risk, for example, and I certainly don’t want to exaggerate dangers. But in this case, there’s no other way to say this: If this 2012 CME had hit us, it would’ve been a global disaster.

Many satellites would have been fried, their electronics shorted out. That alone would mean we’d lose billions of dollars in space assets, not to mention the loss of international communications, weather prediction, and all the other critical systems that depend on satellites.

On the ground things wouldn’t have been so hot either. There would have been widespread power outages. Large transformers would’ve been destroyed by the enormous current flowing through them induced by the storm. These transformers can take months to build and deploy imagine a large portion of the United States without electricity for several months—especially in the staggeringly hot months of July and August, when the load on the power grid is already very high.

So no kidding, an event like this would have been very, very bad. I’m glad it missed!

But mind you, that was entirely due to chance. It could easily have hit us. Looking over storms from the past 50 years, Baker estimates the odds of the Earth getting hit by a similar storm in the next 10 years as 12 percent. That's a bit higher than makes me comfortable, to put it delicately.

There’s literally nothing we can do to prevent such storms from occurring on the Sun. However, there are ways we can mitigate the damage they can cause. Satellites can be made to resist the effects of such a storm, for one. Another is that the power grid in the U.S. was designed and built in the days when the load was much lower than it is today it could be upgraded to carry or dissipate the extra current generated by a big CME.

Of course, these techniques cost money. A lot of it, certainly billions. But estimates of the damage the 2012 event could have caused top $2 trillion. And that doesn’t include the resulting human suffering.

Perhaps our best course of action is early warning. Ashley Dale, an engineer at the University of Bristol, and his colleagues on the SolarMAX initiative say that deploying small satellites around the Sun can measure its magnetic field and the environment into which the solar storms flow. This can help us predict when and where big storms might occur, and whether they are aimed at Earth. They estimate this could give us several days' warning, critical time needed to divert power on the grid, shut down vulnerable power lines, reorient satellites, and more. All of these actions could prevent much of the damage a storm could inflict.

I’ve been beating this drum for some time I wrote about it in my book Death From the Skies! I take this threat seriously, and given what we’ve learned about this event, I think everyone needs to.


A huge coronal mass ejection slammed into Earth today

On Tuesday night, the surface of the Sun erupted in an violent solar flare, blasting a massive wave of charged particles in the direction of Earth. And early this morning, those particles smashed into our planet's atmosphere.

The coronal mass ejection (CME) arrived this morning at approximately 5:45 EST. In the picture up top you can see Tuesday night's flare depicted by the conspicuously bright orange region on the upper left [ Hi res available here and definitely check out the video below of Tuesday night's burst].

NOAA reports that the Sun's upsurge was categorized as an X5.4, which means it's not only the second largest flare we've witnessed since 2007, it's also much more violent than the solar storm that had us canceling plane flights and keeping an eye out for low-latitude aurorae back in January .

A massive solar eruption may lead to the strongest radiation storm in seven years

Last week, a swelling solar storm on the surface of the Sun sent a stream of charged particles…

According to SpaceWeather.com it's still too early to tell what kind of geomagnetic storms the particles' 4-million-mph collision with our atmosphere may trigger. NOAA says that "so far, the orientation of the magnetic field has been the opposite of what is needed" to cause the strongest storms. But that field, the Administration cautions, will continue to change, and earlier predictions that storms could reach the G3 level still "look justified." (At the time this post went live, the geomagnetic storm activity was at a G1 rating — for more information on how the NOAA ranks geomagnetic storms, see this chart .)

With these things in mind, space weather officials are still prepared for the strongest overall solar storm since December of 2006, and are anticipating the CME's arrival to have an impact on everything from radio transmissions, to electrical grids, to satellite navigation systems for at least the next 24 hours.


شاهد الفيديو: علاجسرعه القذف حلول بسيطه (شهر اكتوبر 2021).