Solar Aktivitet: Vad händer där ute?

August 18

Termen solaktiviteten avser alla typer av störningar som sker på solen från ögonblick till ögonblick och från en dag till nästa. Alla former av solaktivitet, inklusive 11-års solfläckscykel och några ännu längre cykler, tycks engagera magnetism. Djupt inne i solen, genererar en naturlig dynamo nya magnetfält hela tiden. De magnetfält stiga till ytan och vidare upp till högre skikt i solens atmosfär där de tvinnar runt och orsaka alla typer av problem. Nya observationer visar att ytterligare magnetfält genereras också i de högre skikten i atmosfären.

Astronomer mäter magnetfält på solen genom deras effekter på solstrålning, genom så kallade magnetographs. Du kan se bilder tagna med dessa enheter på många av de professionella Solar Observatory webbplatser. Dessa magnetiska fältobservationer visar att solfläckar är områden med koncentrerade magnetfält, och att solfläck grupper har norra och södra magnetiska poler. Utanför solfläckar, är det totala magnetiska fältet i sön ganska svag.

Många av de snabbt föränderliga funktioner på solen och förmodligen alla explosioner och utbrott verkar vara relaterade till sol- magnetism. Om det finns föränderliga magnetfält, elektriska strömmar uppträder (som i en generator), och när två magnetfält stöter in i varandra, en kortslutning - kallas magnetisk återkoppling - kan plötsligt frigöra enorma mängder energi.

Koronamassutkastningar: Mamman till solstormar

I decennier trodde astronomerna att de viktigaste explosioner på solen var solstormar. Nu astronomer vet att de var precis som den blinde mannen som känner en elefant svans och tror att han vet allt om odjuret när han vidrör en av djurets stone betydande delar . Observationer från rymden visar att de primära motorer av sol utbrott inte solstormar, men koronamassutkastningar - enorma utbrott som inträffar hög i koronan. Ofta utlöser en koronamassutkastning en solar flare nedanför den i låga corona och chromosphere. Du kan se solstormar i många av bilderna på professionella astronomi webbplatser. Eftersom antalet solfläckar ökar över en 11-års solfläckscykel (se följande avsnitt), så ökar antalet facklor.

Forskarna visste inte om koronamassutkastningar i många år eftersom de inte kunde se dem. Astronomer kunde bara få en bra bild av koronan vid sällsynta tillfällen under den korta tid som en total förmörkelse av solen. Men solstormar kan ses när som helst, så forskarna studerade dem intensivt och överskattade sin betydelse.

När satellitbilder visar en koronamassutkastning som inte kommer ut, säger österut eller västerut från solen, men som bildar en enorm expanderande ring eller halo händelse runt solen, det är dåliga nyheter. Den halo händelse innebär att koronamassutkastning - ungefär en miljard ton varm, elektrifierad, och magnetiserade gas - är på väg rätt på jorden på ungefär en miljon miles per timme. När den träffar jordens magnetosfär, dramatiska effekter ibland leda, som beskrivs senare i avsnittet "Solar vind:. Leka med magneter"

Om du ser en gloria händelse i en av satellitbilder, kolla National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) Space Environment Center-webbplats, eftersom NOAA kan prognostisera några ganska hård rymdväder.

Cykler inom cykler: Solen och dess fläckar

Solfläckar finns regioner i fotosfären där magnetfältet är stark och att synas som mörka fläckar på solens skiva. Fläckarna är kallare än den omgivande atmosfären och ofta förekommer i grupper.

Antalet solfläckar på solen varierar dramatiskt under en upprepande cykel som varar ca 11 år -. Den berömda solfläckscykel Förr folk skyllde allt från dåligt väder till en nedgång på aktiemarknaden på solfläckar. Vanligtvis 11 år passerar mellan successiva toppar (när de flesta platser förekomma) i solfläckscykel, men denna period kan variera. Vidare kan antalet prickar vid toppen variera kraftigt från en cykel till nästa. Ingen vet varför.

Som en solfläck grupp rör sig över solskivan grund av solens rotation, är den största platsen på framsidan (den del av den grupp som leder vägen över disken) kallas den ledande platsen. Den största platsen på den motsatta änden av gruppen är följande plats.

Magnetograph observationer visar bestämda mönster i de flesta solfläckarnas grupper. Under ett 11-års cykel, alla ledande platser i norra halvklotet i solen har nord magnetisk polaritet, och följande punkter har södra magnetisk polaritet. Samtidigt på södra halvklotet, de ledande fläckarna har sydpolaritet och följande punkter har nordpolaritet.

Här är hur dessa polariteter definieras: Den kompassnål som pekar norrut på jorden kallas nord söker kompass. En nord magnetisk polaritet på solen är en som en nord söker kompass skulle peka på. En söder magnetisk polaritet på solen är en som en nord söker kompass skulle peka ifrån.

Just när du tror att du har det rakt, gissa vad? En ny 11-års cykel börjar och polariteterna alla omvända. I norra halvklotet, de ledande fläckarna har sydpolaritet och följande punkter har nordpolaritet. På södra halvklotet, de magnetiska polerna vända, alltför. Om du var en kompass, skulle du inte vet om du kommer eller kommer.

Att omfatta all denna information, har astronomer definierat solens magnetiska cykel. Cykeln är cirka 22 år lång och innehåller två solfläckar. Vart 22 år, hela mönstret av skiftande magnetiska fi elds på solen upprepar sig.

Solens "konstant": Dags att möta de förändringar

Den totala mängden energi som produceras av solen kallas Solluminositet. Av större intresse för astronomer är den mängd solenergi som jorden tar emot, eller solens konstant. Mätningar som gjorts av sol- och vädersatelliter skickas upp av NASA på 1980-talet avslöjade mycket små förändringar i solarkonstanten som solen vänder. Du kanske tror att jorden får mindre energi när mörka solfläckar finns på solskivan, men så är inte fallet; i själva verket är det tvärtom: fler solfläckar, fick mer energi från solen. Krita upp en annan mysterium för astronomer att lösa.

Enligt astro teori, solen var något ljusare när det var mycket ung än den har varit under de senaste miljarder år, och det kommer att kasta mer energi på jorden åldrar från och med nu när det blir en röd jättestjärna.

Så "solar konstant" låter som önsketänkande, men från dag till dag och med amatörutrustning, konstant ljud ganska exakt.

Solvinden: Leka med magneter

Koronamassutkastningar är oftast osynliga med amatörutrustning men underbart avslöjas av satellit teleskop. De sprutar miljard tons blobbar av elektrifierade gas, som kallas solar plasma, genomsyras med magnetiska fält, ut i solsystemet, där de ibland kolliderar med jordens magnetosfär. (Magneto är en enorm region runt jorden där elektroner, protoner och andra elektriskt laddade partiklar studsar fram och tillbaka från höga nordliga breddgrader till höga sydliga breddgrader, fångade i jordens magnetfält. Det fungerar som en skyddande paraply mot koronamassutkastningar och solvinden.)

En typ av solenergi plasma kallas solvinden ständigt strömmar ut från solens korona. Den rör sig genom solsystemet på ca en miljon miles per timme (470 kilometer per sekund) när den passerar jordens omloppsbana.

Solvinden kommer i åar, passar, och puffar och ständigt stör och fyller jordens magnetosfär, som blir komprimerad i storlek och sväller ut igen. De störningar i magnetosfären, särskilt de från reser solstormar såsom koronamassutkastning, kan orsaka skärmar av norrsken (aurora borealis) och Southern Lights (aurora australis), samt geomagnetiska stormar. De geomagnetiska stormar kan stänga allmänna elnät kraftbolaget (som orsakar strömavbrott), blåser ut elektroniska kretsar på olje- och gasledningar, störa radiokommunikation och skador dyra satelliter. Somliga hävdar även att de kan höra norrsken.

Solar störningar och deras effekter på magnetosfären kallas rymdväder. Du kan se den senaste officiella amerikanska regeringen rymdväderrapport och prognos på webbplatsen för NOAA Space Environment Center.

Fyra miljarder och räkning: Den förväntade livslängden för solen

En dag, kommer solen slut på bränsle, så det kommer att dö. Alla goda stjärnor måste komma till ett slut. Vad kommer egentligen att hända är att solen kommer att svälla upp och ta formen av en röd jättestjärna. Det kommer att se enorma, och det kommer att avdunsta haven. Människor kommer att dö av värmen (om folk fortfarande existerar). Snacka om den globala uppvärmningen!

Den röd jätte solen kommer att blåsa upp sina yttre lager, som bildar en vacker, expanderande nebulosa, den typ av lysande gasmoln som astronomer kallar en planetarisk nebulosa. Men inga människor kommer att vara här för att beundra den. Nebulosan kommer gradvis att blekna bort och allt som kommer att ligga kvar på sitt centrum är en liten aska av solen, kallas en varm liten objekt en vit dvärgstjärna. Det blir inte mycket större än jorden, och även om det kommer att bli väldigt varmt på första kommer det att vara för liten för att cast mycket energi på jorden. Oavsett är kvar på jordytan kommer att frysa. Och den vita dvärgen kommer lysa som en ember i en döende lägereld, gradvis bleknar bort.

Lyckligtvis bör vi ha ca 5 miljarder år kvar innan dess utsikter vävstolar nära.