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Clima espacial, perturbaciones del viento solar y ráfagas de radio

Solar El viento, la corriente de partículas cargadas eléctricamente que emanan de la capa atmosférica exterior de la corona del Sol, representa una amenaza para las formas de vida y la tecnología eléctrica basadas en la sociedad humana moderna. El campo magnético de la Tierra proporciona protección contra el entrante. solar viento desviándolos. Drástico solar Eventos como la eyección masiva de plasma cargado eléctricamente desde la corona del Sol crean perturbaciones en la solar viento. Por lo tanto, el estudio de las perturbaciones en las condiciones de solar viento (llamado Espacio clima) es un imperativo. Eyección de masa coronal (CME), también llamada 'solar tormentas' o 'espacio "tormentas" está asociada con la solar radio ráfagas. Estudio de solar Las ráfagas de radio en los observatorios de radio pueden dar una idea sobre las CME y las condiciones del viento solar. El primer estudio estadístico (publicado recientemente) de 446 ráfagas de radio tipo IV registradas observadas en el último ciclo solar 24 (cada ciclo se refiere al cambio en el campo magnético del Sol cada 11 años), ha descubierto que la mayoría de las radiocomunicaciones de larga duración tipo IV Solar Las explosiones estuvieron acompañadas de eyecciones de masa coronal (CME) y alteraciones en las condiciones del viento solar. 

Así como el clima en la Tierra se ve afectado por las perturbaciones del viento, espacio El "clima" se ve afectado por las perturbaciones del "viento solar". Pero la similitud termina aquí. A diferencia del viento en la Tierra, que está formado por aire compuesto de gases atmosféricos como nitrógeno, oxígeno, etc., el viento solar consiste en plasma sobrecalentado compuesto de partículas cargadas eléctricamente como electrones, protones, partículas alfa (iones de helio) e iones pesados ​​que emanan continuamente del atmósfera del sol en todas direcciones, incluida la dirección de la Tierra.   

El sol es la principal fuente de energía para la vida en la Tierra, por lo que es respetado en muchas culturas como dador de vida. Pero también hay otro lado. El viento solar, el flujo continuo de partículas cargadas eléctricamente (es decir, plasma) que se originan en la atmósfera solar, representa una amenaza para la vida en la Tierra. Gracias al campo magnético de la Tierra que desvía la mayor parte del viento solar ionizante (de la Tierra) y a la atmósfera terrestre que absorbe la mayor parte de la radiación restante, brindando así protección contra la radiación ionizante. Pero hay más: además de la amenaza a las formas de vida biológica, el viento solar también plantea una amenaza a la sociedad moderna impulsada por la electricidad y la tecnología. Los sistemas electrónicos e informáticos, redes eléctricas, oleoductos y gasoductos, telecomunicaciones, comunicaciones por radio, incluidas redes de telefonía móvil, GPS, espacio misiones y programas, comunicaciones por satélite, Internet, etc.: todos ellos pueden verse potencialmente interrumpidos y paralizados por perturbaciones en el viento solar.1. Los astronautas y las naves espaciales corren un riesgo especial. Hubo varios casos de esto en el pasado, por ejemplo, marzo de 1989 'Apagón de Quebec'en Canadá causado debido a una erupción solar masiva había dañado gravemente la red eléctrica. Algunos satélites también habían sufrido daños. Por lo tanto, el imperativo de vigilar las condiciones del viento solar en las cercanías de la Tierra, cómo sus características como velocidad y densidad, campo magnético fuerza y ​​orientación, y niveles energéticos de partículas (es decir, espacio clima) tendrá un impacto en las formas de vida y en la sociedad humana moderna.  

Como 'predicción del tiempo', ¿puede 'espacio ¿También se puede predecir el tiempo? ¿Qué determina el viento solar y sus condiciones en las proximidades de la Tierra? ¿Puede haber cambios serios en espacio ¿Se conocerá de antemano el clima para tomar medidas preventivas que minimicen el impacto dañino en la Tierra? ¿Y por qué se forma el viento solar?   

El sol es una bola de gas caliente cargado eléctricamente y, por lo tanto, no tiene una superficie definida. La capa de fotosfera se trata como la superficie del sol porque esto es lo que podemos observar con la luz. Las capas debajo de la fotosfera hacia el interior, hacia el núcleo, son opacas para nosotros. La atmósfera solar está formada por capas sobre la superficie de la fotosfera del sol. Es el halo gaseoso transparente que rodea al sol. Mejor vista desde la Tierra durante el eclipse solar total, la atmósfera solar tiene cuatro capas: cromosfera, región de transición solar, corona y heliosfera.  

El viento solar se forma en la corona, la segunda capa (desde el exterior) de la atmósfera solar. Corona es una capa de plasma muy caliente. Mientras que la temperatura de la superficie del Sol es de aproximadamente 6000 K, la temperatura promedio de la corona es de aproximadamente 1 a 2 millones de K. Llamada 'Paradoja del Calentamiento Coronal', el mecanismo y los procesos de calentamiento de la corona y aceleración del viento solar a niveles muy alta velocidad y expansión en interplanetario espacio aún no se entiende bien, aunque en un artículo reciente, los investigadores han tratado de resolver esto por medio de fotones de origen de axiones (la hipotética partícula elemental de materia oscura) 3.  

Ocasionalmente, se expulsa una gran cantidad de plasma caliente desde la corona hacia la capa más externa de la atmósfera solar (heliosfera). Llamadas eyecciones de masa coronal (CME), las eyecciones de masa de plasma de la corona generan grandes perturbaciones en la temperatura, la velocidad, la densidad y la densidad del viento solar. interplanetario campo magnético. Estos crean fuertes tormentas magnéticas en el campo geomagnético de la Tierra. 4. La erupción de plasma de corona implica la aceleración de electrones y la aceleración de partículas cargadas genera ondas de radio. Como resultado, las eyecciones de masa coronal (CME) también se asocian con ráfagas de señales de radio del sol. 5. Por lo tanto, el espacio Los estudios meteorológicos implicarían el estudio del momento y la intensidad de las eyecciones de masa de plasma de la corona junto con las explosiones solares asociadas, que es una explosión de radio de tipo IV de larga duración (más de 10 minutos).    

La ocurrencia de ráfagas de radio en los ciclos solares anteriores (el ciclo periódico del campo magnético del Sol cada 11 años) en relación con las eyecciones de masa coronal (CME) se ha estudiado en el pasado.  

Un estudio estadístico reciente a largo plazo realizado por Anshu Kumari et al. de la Universidad de Helsinki sobre las ráfagas de radio observadas en el ciclo solar 24, arroja más luz sobre la asociación de las ráfagas de radio de larga duración y frecuencia más amplia (llamadas ráfagas de tipo IV) con las CME. El equipo descubrió que alrededor del 81% de los estallidos de tipo IV fueron seguidos por eyecciones de masa coronal (CME). Alrededor del 19% de las ráfagas de tipo IV no estuvieron acompañadas de CME. Además, sólo el 2.2% de las CME van acompañadas de ráfagas de radio tipo IV 6.  

Comprender la sincronización de las ráfagas de larga duración de tipo IV y las CME de manera incremental ayudará en el diseño y la sincronización de las operaciones actuales y futuras. espacio programas en consecuencia, para reducir el impacto de éstas en dichas misiones y, en última instancia, en las formas de vida y la civilización de la Tierra. 

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Referencias:    

  1. Blanco SM., nd. Explosiones de radio solar y Espacio Clima. Universidad de Maryland. Disponible en línea en https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Consultado el 29 de junio de 2021. 
  1. Aschwanden MJ et al 2007. La paradoja del calentamiento coronal. The Astrophysical Journal, Volumen 659, Número 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070  
  1. Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Solución del problema de calentamiento coronal mediante fotones de origen axiónico. Physics of the Dark Universe Volumen 31, enero de 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746  
  1. Verma PL., Et al 2014. Eyecciones de masa coronal y alteraciones en los parámetros del plasma del viento solar en relación con las tormentas geomagnéticas. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060   
  1. Gopalswamy N., 2011. Eyecciones de masa coronal y emisiones de radio solar. Centro de datos CDAW de la NASA. Disponible en línea en https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Consultado el 29 de enero de 2021.  
  1. Kumari A., Morosan DE. Y Kilpua EKJ., 2021. Sobre la aparición de explosiones de radio solares de tipo IV en el ciclo solar 24 y su asociación con eyecciones de masa coronal. Publicado el 11 de enero de 2021. The Astrophysical Journal, Volumen 906, Número 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Periodista científico | Editor fundador de la revista Scientific European

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