Chúng ta có thể tham gia một màn bắn pháo hoa khổng lồ vào năm 2012. Một số dự đoán đưa ra mức cực đại mặt trời của Chu kỳ Mặt trời 24 thậm chí còn mạnh hơn cả mức tối đa mặt trời cuối cùng trong năm 2002-2003 (hãy nhớ tất cả những lần phá vỡ kỷ lục của lớp X?). Các nhà vật lý năng lượng mặt trời đã rất hào hứng với chu kỳ tiếp theo này và các phương pháp dự đoán mới đang được đưa vào sử dụng tốt. Nhưng chúng ta có nên lo lắng?
Bài viết liên quan năm 2012:
- 2012: Không đảo ngược địa từ (đăng ngày 3 tháng 10 năm 2008)
- 2012: No Killer Solar Flare (đăng ngày 21 tháng 6 năm 2008)
- 2012: Hành tinh X không phải là Nibiru (đăng ngày 19 tháng 6 năm 2008)
- 2012: Không có hành tinh X (đăng ngày 25 tháng 5 năm 2008)
- Không có ngày tận thế trong năm 2012 (đăng ngày 19 tháng 5 năm 2008)
Theo một trong nhiều kịch bản của Ngày tận thế mà chúng ta đã được trình bày trong thời gian sắp tới với sự kết thúc của lời tiên tri của người Maya trên thế giới, năm 2012, kịch bản này thực sự dựa trên một số khoa học. Hơn nữa, có thể có một số mối tương quan giữa chu kỳ mặt trời 11 năm và chu kỳ thời gian được thấy trong lịch của người Maya, có lẽ nền văn minh cổ đại này đã hiểu từ tính của Sun Sun trải qua sự thay đổi phân cực như thế nào sau mỗi thập kỷ? Thêm vào đó, các văn bản tôn giáo (như Kinh thánh) nói rằng chúng ta sắp có một ngày phán xét, liên quan đến rất nhiều lửa và đá. Vì vậy, có vẻ như chúng ta sẽ được nướng sống bởi ngôi sao gần nhất của chúng ta vào ngày 21 tháng 12 năm 2012!
Trước khi chúng ta đi đến kết luận, hãy lùi lại một bước và suy nghĩ về điều này. Giống như hầu hết các cách khác nhau mà thế giới sẽ kết thúc vào năm 2012, khả năng Mặt trời nổ ra một ngọn lửa mặt trời gây thiệt hại lớn cho Trái đất là rất hấp dẫn đối với những người diệt vong ngoài kia. Nhưng hãy để Lôi nhìn vào những gì thực sự xảy ra trong một sự kiện bùng phát mặt trời hướng Trái đất, Trái đất thực sự được bảo vệ rất tốt. Mặc dù một số vệ tinh có thể không được
Trái đất đã phát triển trong một môi trường phóng xạ cao. Mặt trời liên tục bắn các hạt năng lượng cao từ bề mặt thống trị từ tính của nó như gió mặt trời. Trong thời gian cực đại của mặt trời (khi Mặt trời hoạt động mạnh nhất), Trái đất có thể không may mắn nhìn chằm chằm vào thùng của vụ nổ với năng lượng của 100 tỷ quả bom nguyên tử có kích thước ở Hiroshima. Vụ nổ này được gọi là ngọn lửa mặt trời và ảnh hưởng của nó có thể gây ra vấn đề ở đây trên Trái đất.
Trước khi chúng ta xem xét các hiệu ứng phía Trái đất, hãy để Lôi nhìn vào Mặt trời và hiểu ngắn gọn lý do tại sao cứ sau 11 năm lại tức giận như vậy.
Chu kỳ mặt trời
Đầu tiên và quan trọng nhất, Mặt trời có một tự nhiên chu kỳ với khoảng thời gian khoảng 11 năm. Trong suốt vòng đời của mỗi chu kỳ, các đường sức từ của Mặt trời được kéo xung quanh thân mặt trời bằng cách quay vi sai tại xích đạo mặt trời. Điều này có nghĩa là đường xích đạo quay nhanh hơn các cực từ. Khi điều này tiếp diễn, plasma mặt trời kéo các đường sức từ xung quanh Mặt trời, gây ra căng thẳng và tích tụ năng lượng (một minh họa về điều này là hình). Khi năng lượng từ tính tăng lên, kinks ở dạng từ thông, buộc chúng lên bề mặt. Những kink này được gọi là các vòng vành trở nên nhiều hơn trong thời gian hoạt động của mặt trời cao.
Đây là nơi các vết đen xuất hiện. Khi các vòng vành tiếp tục nhô lên trên bề mặt, các vết đen mặt trời cũng xuất hiện, thường nằm ở các điểm vòng lặp. Các vòng vành có tác dụng đẩy các lớp bề mặt nóng hơn của Mặt trời (quang quyển và tầng quyển) sang một bên, làm lộ ra vùng đối lưu lạnh hơn (lý do tại sao bề mặt và bầu khí quyển nóng hơn bên trong mặt trời là do hiện tượng nóng mặt trời) . Khi năng lượng từ tính tích tụ, chúng ta có thể mong đợi ngày càng nhiều từ thông được buộc lại với nhau. Đây là khi một hiện tượng được gọi là kết nối lại từ tính xảy ra.
Kết nối lại là kích hoạt cho các ngọn lửa mặt trời có kích cỡ khác nhau. Như đã báo cáo trước đây, các cơn bão mặt trời từ các dòng nano nanoflares, đến các loại pháo sáng loại X có thể là những sự kiện rất mạnh mẽ. Được cho là, ngọn lửa lớn nhất mà tôi tạo ra đủ năng lượng cho 100 tỷ vụ nổ nguyên tử, nhưng don G Hãy để con số khổng lồ này làm bạn lo lắng. Để bắt đầu, ngọn lửa này xảy ra trong corona thấp, ngay gần bề mặt mặt trời. Đó là gần 100 triệu dặm (1AU). Trái đất không nơi nào gần với vụ nổ.
Khi các đường sức từ của mặt trời giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, plasma mặt trời được tăng tốc và giam cầm trong môi trường từ tính (plasma mặt trời là các hạt quá nhiệt như proton, electron và một số nguyên tố ánh sáng như hạt nhân helium). Khi các hạt plasma tương tác, tia X có thể được tạo ra nếu điều kiện phù hợp và bremsstrahlung có khả năng. (Bremsstrahlung xảy ra khi các hạt tích điện tương tác, dẫn đến phát xạ tia X.) Điều này có thể tạo ra ngọn lửa tia X.
Vấn đề với tia lửa mặt trời tia X
Vấn đề lớn nhất đối với ngọn lửa tia X là chúng ta nhận được rất ít cảnh báo khi điều đó xảy ra khi tia X di chuyển với tốc độ ánh sáng (một trong những vụ cháy mặt trời kỷ lục năm 2003 được ghi lại bên trái). Tia X từ ngọn lửa lớp X sẽ đến Trái đất trong khoảng tám phút. Khi tia X chiếu vào bầu khí quyển của chúng ta, chúng bị hấp thụ ở lớp ngoài cùng gọi là tầng điện ly. Như bạn có thể đoán từ cái tên, đây là một môi trường phản ứng mạnh, tích điện cao, chứa đầy các ion (hạt nhân nguyên tử và electron tự do).
Trong các sự kiện mặt trời mạnh như pháo sáng, tốc độ ion hóa giữa tia X và khí quyển tăng lên trong các lớp vùng D và E của tầng điện ly. Có sự đột biến trong sản xuất điện tử trong các lớp này. Những electron này có thể gây nhiễu cho sự truyền sóng vô tuyến qua khí quyển, hấp thụ tín hiệu vô tuyến sóng ngắn (trong dải tần số cao), có thể chặn các liên lạc toàn cầu. Những sự kiện này được gọi là nhiễu loạn tầng điện ly đột ngột (hay SIDs) và chúng trở nên phổ biến trong thời gian hoạt động của mặt trời cao. Thật thú vị, sự gia tăng mật độ điện tử trong SID làm tăng sự lan truyền của sóng vô tuyến tần số rất thấp (VLF), một hiện tượng các nhà khoa học sử dụng để đo cường độ tia X đến từ Mặt trời.
Xuất tinh hàng loạt?
Phát xạ ngọn lửa mặt trời tia X chỉ là một phần của câu chuyện. Nếu các điều kiện là đúng, có thể tạo ra một khối phóng xạ vành (CME) tại vị trí bùng phát (mặc dù một trong hai hiện tượng có thể xảy ra độc lập). CME chậm hơn so với việc truyền tia X, nhưng hiệu ứng toàn cầu của chúng ở đây trên Trái đất có thể gặp nhiều vấn đề hơn. Chúng có thể không di chuyển với tốc độ ánh sáng, nhưng chúng vẫn di chuyển nhanh; họ có thể di chuyển với tốc độ 2 triệu dặm một giờ (3,2 triệu km / giờ), có nghĩa là họ có thể đến với chúng ta trong một vài giờ.
Đây là nơi có nhiều nỗ lực được đưa vào dự báo thời tiết không gian. Chúng ta có một số tàu vũ trụ ngồi giữa Trái đất và Mặt trời tại Lagrangian Trái đất-Mặt trời (L1) điểm với các cảm biến trên tàu để đo năng lượng và cường độ của gió mặt trời. Nếu một CME đi qua vị trí của chúng, các hạt năng lượng và từ trường liên hành tinh (IMF) có thể được đo trực tiếp. Một nhiệm vụ được gọi là Advanced Explorer Explorer (ACE) nằm trong L1 chỉ ra và cung cấp cho các nhà khoa học thông báo lên tới một giờ về cách tiếp cận của CME. ACE hợp tác với Đài quan sát mặt trời và Heliospheric (SOHO) và Đài quan sát sinh học năng lượng mặt trời (STEREO), do đó CME có thể được theo dõi từ corona dưới vào không gian liên hành tinh, thông qua L1 hướng về Trái đất. Các sứ mệnh mặt trời này đang tích cực làm việc cùng nhau để cung cấp cho các cơ quan không gian thông báo nâng cao về CME hướng Trái đất.
Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu một CME đến Trái đất? Để bắt đầu, phần lớn phụ thuộc vào cấu hình từ tính của IMF (từ Mặt trời) và từ trường địa từ của Trái đất (từ quyển). Nói chung, nếu cả hai từ trường được xếp thẳng hàng với các cực chỉ cùng hướng, thì rất có khả năng CME sẽ bị từ trường đẩy lùi. Trong trường hợp này, CME sẽ trượt qua Trái đất, gây ra một số áp lực và biến dạng trên từ quyển, nhưng nếu không thì không có vấn đề gì. Tuy nhiên, nếu các đường sức từ có cấu hình chống song song (nghĩa là các cực từ tính theo hai hướng ngược nhau), sự kết nối lại từ tính có thể xảy ra ở cạnh đầu của từ quyển.
Trong trường hợp này, IMF và từ quyển sẽ hợp nhất, kết nối từ trường Trái đất với Sun Sun. Điều này đặt bối cảnh cho một trong những sự kiện gây cảm hứng nhất trong tự nhiên: cực quang.
Vệ tinh ở Peril
Khi từ trường CME kết nối với Trái đất, các hạt năng lượng cao được đưa vào từ quyển. Do áp lực gió mặt trời, các đường sức từ của Sun Sun sẽ gấp quanh Trái đất, quét phía sau hành tinh của chúng ta. Các hạt được tiêm vào trong những ngày trước, trực tiếp sẽ được đưa vào các vùng cực của Trái đất nơi chúng tương tác với bầu khí quyển của chúng ta, tạo ra ánh sáng như cực quang. Trong thời gian này, vành đai Van Allen cũng sẽ trở thành siêu tích điện, tạo ra một khu vực xung quanh Trái đất có thể gây ra vấn đề cho các phi hành gia không được bảo vệ và bất kỳ vệ tinh nào không được che chở. Để biết thêm về thiệt hại có thể gây ra cho các phi hành gia và tàu vũ trụ, hãy xem thửBệnh phóng xạ, tổn thương tế bào và tăng nguy cơ ung thư cho các nhiệm vụ dài hạn lên sao HỏaVàTransitor mới có thể vấn đề bức xạ không gian bên bước.”
Như thể bức xạ từ vành đai Van Allen không đủ, các vệ tinh có thể bị khuất phục trước mối đe dọa của bầu khí quyển đang mở rộng. Như bạn mong đợi, như thể Mặt trời chiếu vào Trái đất bằng tia X và CME, sẽ không thể tránh khỏi sự nóng lên và mở rộng toàn cầu của khí quyển, có thể xâm lấn vào các độ cao quỹ đạo vệ tinh. Nếu không được kiểm soát, hiệu ứng aerobraking trên vệ tinh có thể khiến chúng chậm lại và giảm độ cao. Aerobraking đã được sử dụng rộng rãi như một chuyến bay vào vũ trụ dụng cụ làm chậm tàu vũ trụ khi được đưa vào quỹ đạo quanh hành tinh khác, nhưng điều này sẽ có tác động xấu đến các vệ tinh quay quanh Trái đất vì bất kỳ sự chậm lại nào của vận tốc có thể khiến nó quay trở lại bầu khí quyển.
Chúng tôi cảm thấy các hiệu ứng trên mặt đất quá
Mặc dù các vệ tinh đang ở tiền tuyến, nhưng nếu có sự gia tăng mạnh mẽ của các hạt năng lượng xâm nhập vào khí quyển, chúng ta cũng có thể cảm thấy những tác động bất lợi ở đây trên Trái đất. Do thế hệ tia X của các electron trong tầng điện ly, một số hình thức giao tiếp có thể trở nên loang lổ (hoặc bị loại bỏ tất cả cùng nhau), nhưng đây không phải là tất cả những gì có thể xảy ra. Đặc biệt ở các vùng vĩ độ cao, một dòng điện cực lớn, được gọi là điện cực điện tử, có thể hình thành qua tầng điện ly bởi các hạt tới này. Với một dòng điện đi kèm một từ trường. Tùy thuộc vào cường độ của cơn bão mặt trời, dòng chảy có thể được gây ra ở đây trên mặt đất, có thể làm quá tải lưới điện quốc gia. Vào ngày 13 tháng 3 năm 1989, sáu triệu người bị mất điện ở khu vực Quebec của Canada sau khi sự gia tăng lớn trong hoạt động năng lượng mặt trời gây ra sự gia tăng từ các dòng chảy do mặt đất. Quebec đã bị tê liệt trong chín giờ trong khi các kỹ sư làm việc để giải quyết vấn đề.
Mặt trời của chúng ta có thể tạo ra một ngọn lửa giết người?
Câu trả lời ngắn gọn cho vấn đề này là ở đây.
Câu trả lời dài hơn là tham gia nhiều hơn một chút. Trong khi một mặt trời bùng phát từ Mặt trời, nhắm thẳng vào chúng ta, có thể gây ra các vấn đề thứ cấp như thiệt hại vệ tinh và thương tích cho các phi hành gia và mất điện không được bảo vệ, thì ngọn lửa không đủ mạnh để phá hủy Trái đất, chắc chắn không phải vào năm 2012. tương lai xa khi Mặt trời bắt đầu cạn kiệt nhiên liệu và biến thành một người khổng lồ đỏ, đó có thể là một kỷ nguyên tồi tệ đối với sự sống trên Trái đất, nhưng chúng ta có vài tỷ năm để chờ đợi điều đó xảy ra. Thậm chí có khả năng một số pháo sáng loại X được phóng ra và do xui xẻo hoàn toàn, chúng ta có thể bị một loạt vụ nổ CME và tia X, nhưng không có gì có thể mạnh mẽ để vượt qua tầng điện từ, tầng điện ly và bầu khí quyển dày bên dưới.
Ngọn lửa năng lượng mặt trời có được quan sát trên các ngôi sao khác. Vào năm 2006, đài thiên văn NASA Swift Swift đã nhìn thấy ngọn lửa sao lớn nhất từng được quan sát cách xa 135 năm ánh sáng. Ước tính đã giải phóng một năng lượng 50 triệu nghìn tỷ Bom nguyên tử, ngọn lửa II Pegasi sẽ quét sạch hầu hết sự sống trên Trái đất nếu Mặt trời của chúng ta bắn tia X từ ngọn lửa năng lượng đó vào chúng ta. Tuy nhiên, Mặt trời của chúng ta không phải là II Pegasi. II Pegasi là một ngôi sao khổng lồ đỏ hung bạo với một đối tác nhị phân trong quỹ đạo rất gần. Người ta tin rằng sự tương tác hấp dẫn với đối tác nhị phân của nó và thực tế II Pegasi là một người khổng lồ đỏ là nguyên nhân sâu xa đằng sau sự kiện bùng phát năng lượng này.
Doomsayers chỉ vào Mặt trời như một nguồn có thể giết người Trái đất, nhưng sự thật vẫn là Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao rất ổn định. Nó không có đối tác nhị phân (như II Pegasi), nó có chu kỳ dự đoán (khoảng 11 năm) và không có bằng chứng nào cho thấy Mặt trời của chúng ta đã góp phần vào bất kỳ sự kiện tuyệt chủng hàng loạt nào trong quá khứ thông qua ngọn lửa khổng lồ hướng Trái đất. Những ngọn lửa mặt trời rất lớn đã được quan sát (như ngọn lửa ánh sáng trắng Carrington năm 1859) nhưng chúng tôi vẫn ở đây.
Trong một khuynh hướng bổ sung, các nhà vật lý năng lượng mặt trời ngạc nhiên bởi thiếu sót về hoạt động của mặt trời khi bắt đầu chu kỳ mặt trời thứ 24 này, dẫn đến một số nhà khoa học suy đoán chúng ta có thể đang ở bên bờ của một tối thiểu khác của Maunder và Thời kỳ băng hà nhỏ. Điều này trái ngược hoàn toàn với dự đoán của nhà vật lý năng lượng mặt trời NASA 2006, rằng chu kỳ này sẽ là một cuộc tấn công dồn dập.
Điều này dẫn đến kết luận rằng chúng ta vẫn còn một chặng đường dài để dự đoán các sự kiện bùng phát mặt trời. Mặc dù dự báo thời tiết không gian đang được cải thiện, nhưng sẽ còn vài năm nữa cho đến khi chúng ta có thể đọc Mặt trời đủ chính xác để nói với bất kỳ sự chắc chắn nào về việc chu kỳ mặt trời sẽ hoạt động như thế nào. Vì vậy, bất kể lời tiên tri, dự đoán hay huyền thoại, không có cách nào để nói rằng Trái đất sẽ bị tấn công bất kì bùng phát, hãy để một mình một lớn trong năm 2012. Ngay cả khi một ngọn lửa lớn đã tấn công chúng ta, nó sẽ không phải là một sự kiện tuyệt chủng. Có, các vệ tinh có thể bị hỏng, gây ra các sự cố thứ cấp như mất GPS (mà có thể phá vỡ kiểm soát không lưu chẳng hạn) hoặc lưới điện quốc gia có thể bị áp đảo bởi các điện cực cực quang, nhưng không có gì cực đoan hơn thế.
Nhưng xin chờ, để vượt qua vấn đề này, những người tận thế nói với chúng ta rằng một ngọn lửa mặt trời lớn sẽ đánh vào chúng tôi khi trường địa từ Trái đất làm suy yếu và đảo ngược, khiến chúng tôi không được bảo vệ khỏi sự tàn phá của CME. Những lý do tại sao điều này sẽ không xảy ra vào năm 2012 là xứng đáng với bài viết của riêng nó. Vì vậy, xem ra cho bài viết 2012 tiếp theo2012: Không đảo ngược địa từ“.
Tín dụng hình ảnh hàng đầu: MIT (mô phỏng siêu tân tinh), NASA / JPL (khu vực hoạt động năng lượng mặt trời ở EUV). Hiệu ứng và chỉnh sửa: bản thân tôi.
