Jak fungují sluneční erupce a rizika, která představují

Náhlý záblesk jasu na povrchu Slunce se nazývá sluneční erupce. Pokud je účinek vidět na hvězdu vedle slunce, jev se nazývá hvězdná erupce. Hvězdná nebo sluneční erupce uvolňuje obrovské množství energie, obvykle řádově 1 × 10²⁵ jouly, v širokém spektru vlnové délky a částice. Toto množství energie je srovnatelné s výbuchem 1 miliardy megatonů TNT nebo deseti milionů sopečných erupcí. Kromě světla může sluneční erupce vypuzovat atomy, elektrony a ionty do vesmíru v takzvaném vyhazování koronální hmoty. Když jsou částice uvolňovány Sluncem, jsou schopny dosáhnout Země za den nebo dva. Naštěstí může být hmota vypuzena v jakémkoli směru, takže Země není vždy ovlivněna. Vědci bohužel nedokážou předpovědět světlice, ale varovat, až když k nim dojde.

Nejsilnější sluneční erupce byla první, která byla pozorována. Tato událost nastala 1. září 1859 a nazývá se Sluneční bouře z roku 1859 nebo „Carringtonova událost“. To nezávisle nahlásili astronom Richard Carrington a Richard Hodgson. Tato světlice byla viditelná pouhým okem, zapálila telegrafní systémy a vytvořila aurory až na Havaj a na Kubu. Zatímco vědci v té době neměli schopnost měřit sílu sluneční erupce, moderní vědci dokázali rekonstruovat událost na základě dusičnanů a izotopů

Stejně jako planety i hvězdy sestávají z více vrstev. V případě sluneční erupce jsou ovlivněny všechny vrstvy sluneční atmosféry. Jinými slovy, energie je uvolňována z fotosféry, chromosféry a korony. Vzplanutí mají tendenci se vyskytovat v blízkosti slunečních skvrn, což jsou oblasti intenzivních magnetických polí. Tato pole spojují atmosféru Slunce s jeho vnitřkem. Odlesky se považují za důsledek procesu zvaného magnetické opětovné spojení, kdy se smyčky magnetické síly rozpadnou, znovu se připojí a uvolní energii. Když je koronou najednou uvolněna magnetická energie (najednou význam během několika minut), je do vesmíru urychleno světlo a částice. Zdrojem uvolněné hmoty se zdá být materiál z nepřipojeného spirálového magnetického pole, nicméně vědci ještě úplně nepřišli na to, jak fungují erupce a proč se někdy uvolňuje více částic, než je množství uvnitř a koronální smyčka. Plazma v postižené oblasti dosahuje teploty řádově desítky milionů Kelvinů, která je téměř stejně horká jako jádro Slunce. Elektrony, protony a ionty jsou intenzivní energií zrychleny téměř na rychlost světla. Elektromagnetická radiace pokrývá celé spektrum, od paprsků gama po rádiové vlny. Energie uvolněná ve viditelné části spektra způsobuje, že některé sluneční erupce jsou pozorovatelné pouhým okem, ale většina energie je mimo viditelný rozsah, takže se pomocí vědeckých přístrojů pozorují světlice. To, zda je sluneční erupce doprovázeno vyhazováním koronální hmoty, není snadno předvídatelné. Sluneční erupce může také uvolnit světelný sprej, který zahrnuje vypuštění materiálu, který je rychlejší než sluneční výtečnost. Částice uvolňované ze spalovacího světla mohou dosáhnout rychlosti 20 až 200 kilometrů za sekundu (kps). Abych to uvedl do perspektivy, rychlost světla je 299,7 kps!

Menší sluneční erupce se vyskytují častěji než velké. Četnost výskytu vzplanutí závisí na aktivitě Slunce. Po jedenáctiletém slunečním cyklu může během aktivní části cyklu existovat několik světlic za den ve srovnání s méně než jednou týdně během tiché fáze. Během nejvyšší aktivity může být 20 světlic denně a více než 100 za týden.

Dřívější metoda klasifikace sluneční erupce byla založena na intenzitě linie Hα slunečního spektra. Moderní klasifikační systém kategorizuje světlice podle jejich maximálního toku rentgenového paprsku 100 až 800 pikometrů, jak pozorovala kosmická loď GOES, která obíhá kolem Země.

Každá kategorie je dále zařazena na lineární stupnici, takže světlice X2 jsou dvakrát tak silné než světlice X1.

Sluneční erupce vytvářejí tzv. Sluneční počasí na Zemi. Sluneční vítr ovlivňuje magnetosféru Země, produkuje polární záře a australis a představuje radiační riziko pro satelity, kosmické lodě a astronauty. Největší riziko představují objekty na nízké oběžné dráze Země, ale vystřelení koronální hmoty ze slunečních erupcí může vyřadit energetické systémy na Zemi a úplně deaktivovat satelity. Pokud by satelity sestoupily, mobilní telefony a systémy GPS by byly bez služby. ultrafialové světlo a rentgenové paprsky uvolněné světlice narušují dálkový rozhlas a pravděpodobně zvyšují riziko spálení sluncem a rakoviny.

Jedním slovem: ano. Zatímco samotná planeta by přežila setkání s „superflare“, atmosféra mohla být bombardována zářením a celý život mohl být zničen. Vědci pozorovali uvolnění superflares od jiných hvězd až 10 000krát silnější než typické sluneční erupce. Zatímco většina těchto světlic se vyskytuje ve hvězdách, které mají silnější magnetická pole než naše Slunce, asi 10% času je hvězda srovnatelná nebo slabší než Slunce. Při studiu prstenů na stromech vědci věří, že Země zažila dvě malé superflaresy - jednu v 773 C.E. a druhou v 993 C.E. Je možné, že se superflare dá očekávat asi jednou za tisíciletí. Šance na vyhasnutí na úrovni vyhasnutí není známa.

Dokonce i normální světlice mohou mít zničující následky. NASA odhalila, že Země je těsně minul katastrofální sluneční erupce 23. července 2012. Pokud by vzplanutí proběhlo jen o týden dříve, když bylo namířeno přímo na nás, společnost by byla sražena zpět do temného věku. Intenzivní záření by v celosvětovém měřítku narušilo elektrické sítě, komunikaci a GPS.

Jaká je pravděpodobnost takové události v budoucnosti? Fyzik Pete Rile počítá, že pravděpodobnost narušení sluneční erupce je 12% za 10 let.

V současné době vědci nemohou předpovídat sluneční erupci s jakoukoli přesností. Vysoká aktivita slunečních skvrn je však spojena se zvýšenou pravděpodobností vzplanutí. Pozorování slunečních skvrn, zejména typu zvaného delta skvrny, se používá k výpočtu pravděpodobnosti výskytu vzplanutí a jak silný bude. Je-li předpovězena silná vzplanutí (třída M nebo X), vydává americká národní oceánská a atmosférická správa (NOAA) předpověď / varování. Varování obvykle umožňuje přípravu 1-2 dny. Dojde-li k vypuštění sluneční erupce a koronální hmoty, závažnost dopadu světlice na Zemi závisí na typu uvolněných částic a na tom, jak přímo světlice čelí Zemi.

• "Big Sunspot 1520 uvolňuje odlesky třídy X1.4 s CME zaměřeným na Zemi". NASA. 12. července 2012.
• “Popis jedinečného vzhledu viděného na slunci 1. září 1859”, Měsíční oznámení královské astronomické společnosti, v20, pp13 +, 1859.
• Karoff, Christoffer. "Pozorovací důkazy pro zvýšenou magnetickou aktivitu superflarových hvězd." Nature Communications, svazek 7, Mads Faurschou Knudsen, Peter De Cat, et al., Číslo artiklu: 11058, 24. března 2016.