Team föreslår ny prognosmetod för rymdväder

Lazer Team (Maj 2019).

Anonim

Forskare från Skoltech, Universitetet i Graz och Kungliga Observatoriet i Belgien har utvecklat en metod för att förutse styrkan i den 11-åriga solaktivitetscykeln. Resultaten av denna studie kan kasta ljus i processen genom vilken magnetfält genereras på solen. Detta är nyckeln, eftersom dessa magnetfält påverkar hälsan och användbarheten hos olika jordbundna enheter.

Efter teleskopets uppfinning upptäckte astronomerna Galileo Galileo, Thomas Harriot, Christoph Scheiner och Jan Fabricius fläckar på solens skiva. Men det skulle vara ytterligare 250 år innan det förstod att solens beteende är föremål för 11-åriga cykler. Den 11-åriga periodiciteten av solaktivitet upptäcktes av misstag på 19-talet av tysk kemiker Henry Schwabe. Han var förtjust i astronomi, och med hjälp av ett amatörteleskop försökte han hitta en hypotetisk liten planet inne i Mercury-bana. Han hittade aldrig planeten, men tack vare systematiska observationer upptäckte han cyklerna av solaktivitet. För närvarande utförs sådana observationer av solfläckar två gånger om dagen hela året av observatörer runt om i världen och förutsägelsen av den 11-åriga solcykeln är mycket viktig inom många områden av mänsklig aktivitet i rymden och på jorden.

I början av 1900-talet föreslog den ryska ryska forskaren Alexander Chizhevsky tanken om rymdväder och lagde grunden för uppkomsten av en ny vetenskapsgren som utforskade förhållandet mellan solen och jorden. Han teoretiserade att solvind löper ständigt från solkoronen, solens atmosfär. Denna vind är en ström av laddade partiklar som blåser mot jorden och andra planeter i solsystemet. Solvinden bär solens energi och sträcker sig och bär solenergimagnet i yttre rymden. Som ett resultat påverkas hela solsystemet av solvind och solmagnetfältet. Och sedan solen roterar, tar magnetfältet i det interplanetära rummet ut i form av vågiga spiralveckar, som en ballerinas kjol. Jorden och alla planeterna i solsystemet finns inom dessa veck.

Människor tar regelbundet hänsyn till solaktivitetsprognoser. Växling av satelliter till säkert läge under aktiva händelser på solen kan förhindra störningar i driften av solceller och viktiga satellitsystem. Rymdväder kan utgöra ett hot mot astronauterna i rymden, som står inför stor strålningsexponering och risken för strålningssjukdom. Aktiva händelser på solen kan leda till störningar i utbredningen av radiosignaler. Utrymme väder påverkar strålning doser som flygbolagen piloter och passagerare får, särskilt med transpolar flygningar. Tidig prognostisering av rymdväder är av stor betydelse för flygindustrin och skyddet av ett antal markbaserade tekniska system samt för bemannade rymdflygningar och lansering av vetenskapliga och kommersiella satelliter.

Solcykeln börjar med födelsen av solstrålar på solens poler. När cykeln utvecklas, kommer fler solstrålar fram, flyttar från polerna till solens ekvator. Under solstrålar i solaktivitet, när solens solstrålar är praktiskt taget frånvarande, ser solens magnetfält ut som en vanlig magnet, med cirkulära magnetlinjer och två poler. Eftersom solens ekvator roterar snabbare än polerna, under solens rotation, är magnetfältet trasslat som tråd. När vi närmar oss topp solaktivitet, blir det vanliga magnetfältet med två poler ett stort antal lokala magnetfält på solens yta, i solens atmosfär, de intrasslade slingorna som innehåller solmaterial.

Dessa kan kastas ut som fläckar och koronal massautstötningar och nå jorden. Följaktligen ökar antalet aktiva händelser på solen under väsentlig solaktivitet väsentligt. Å andra sidan är solenergimältet högst uppe i sin verksamhet, så starkt att det styrker galaktiska kosmiska strålar från solsystemet. Dessa utgör en stor fara för tekniska system i rymden. Vart 11 år växlar solens poler Södra polen tar plats för den norra och vice versa. Detta är en komplex process som inte har blivit helt förstådd. Soldynamo-modellen är en av de mest komplexa olinjära problemen i matematisk fysik.

Varje solcykel är tilldelad ett nummer; Till exempel närmar vi oss nu av den 24: e cykeln av solaktivitet. Det vetenskapliga målet är att förutsäga styrkan i den 25: e cykeln så tidigt som möjligt. Forskare från Skoltech, Universitetet i Graz och Kungliga Observatoriet i Belgien har utvecklat en metod som gör det möjligt att förutse styrkan i nästa 11-åriga cykel långt före det som tidigare trodde var möjligt - nämligen under toppen av nuvarande solcykel. Med andra ord, när den nuvarande solcykeln toppar och solens poler byter plats, kommer forskarna att veta hur stark nästa 11-åriga cykel kommer att vara.

Dessa upptäckter bidrar till studien av soldynamo. Analysen visade att kortsiktig variation av solaktivitet i den nedgångande fasen av en cykel är relaterad till styrkan i följande cykel. Plötsliga variationer av aktivitet i den nedgångande fasen är associerade med en avmattning av nedgången av solstrålarna, vilket kan vara tecken på aktivitet som uppträder som en större amplitud i nästa cykel. I den aktuella studien introduceras en ny och robust metod för att kvantifiera de kortvariga variationerna av solskyddspotentialen runt toppen av en aktuell cykel, vilket ger en relevant indikator med prediktiv effekt för styrkan i den efterföljande cykeln. Enligt prognosen kommer den framtida solaktiviteten att vara låg och styrkan i nästa 25: e cykel av solaktivitet kommer att vara ännu lägre än den nuvarande cykeln. Resultaten av studien publiceras i The Astrophysical Journal.

"Rumsvädret är framtida vetenskap, det är det som förenar oss alla, gör våra liv bättre, låter oss ta hand om vår planet. Det här är nästa steg i utforskningen av yttre rymden. du bra väder i rymden ", säger Skoltech-professorn Tatyana Podladchikova, studiens ledande författare.

menu
menu