Kāpēc saule ir bīstama?

Saule, gluda un apaļa un mierīga.

Izņemot gadījumus, kad tas pēkšņi vemš starojumu

Un plazma nejaušos virzienos.

Šīs saules signālraķetes un koronālās masveida izgrūšana vai CME, var trāpīt Zemei un ir nopietni sekas cilvēcei. Kā tieši viņi strādā? Cik slikti viņi varētu būt? Un vai mēs varam viņiem sagatavoties? [Ievada mūzika]. Kamēr saule šķiet diezgan cieta, tas faktiski ir kā ļoti karsts okeāns. Tik karsts, ka tas atomos atomus elektronos un kodolos, visi plūst ap plazmu viens otram. Šī plazma tiek stumta apkārt un veido Saules magnētiskais lauks. Līdzīgi kā tas sasniedz Saules gravitācijas lauku uz planētām un veido to orbītas. Bet magnētisms ļoti atšķiras no gravitācijas. Magnētisms ir viena no divējāda spēka sastāvdaļām: Elektromagnētisms. Elektrība rada magnētiskos laukus, un magnētiskie lauki rada elektrību.

Uz Saules plazma - izgatavota no elektrības lādēti protoni un elektroni - izveido magnētisko lauku, kad tie pārvietojas, un šis magnētiskais lauks tad veido daļiņu plūsmu. Viņi ir iestrēguši dinamikā atgriezeniskās saites cilpa, ko sauc par dinamo, kas uztur sauli magnētiskais lauks dzīvs. Šis magnētiskais lauks glabājas milzīgs enerģijas daudzums un izplūst pār Saules sistēmu. Tas nes sev līdzi pastāvīgu saules plazmas triecienu, kā neliels lietus, kas pazīstams kā saules vējš, izveidojot sava veida kosmosa laika apstākļus. Bet tas ne vienmēr ir mierīgs un gluds. Kā saule plazmas čaukst un plūst ap sevi, tā magnētiskais lauks kļūst visi saraustīti un savīti. Tas rada magnētiskus mezglus, kas uzkrāj milzīgu enerģijas daudzumu. Kad magnētiskie mezgli saplīst, piemēram, a atsperes, kas eksplodē uz āru - saule var vemt plazmu un citu šausmīgas lietas Saules sistēmā. Šīs saules vētras ir daudz veidu, kā saules signālraķetes; paisuma vilnis augstas enerģijas starojuma. Viņi brauc pa Saules sistēmu ar ātrumu no gaismas, slaucot protonus saules vējā, paātrinot tos ātrgaitas saules protonu vētra.

Pēc tam notiek koronālo masu izgrūšana, kas sagrauj miljonus vai miljardus tonnu plazmas no Saules atmosfēras, katapultējot to caur Saules sistēmu plkst ātrums līdz 9 miljoniem km / h. Kad šie briesmoņi mūs skāra, nekas nenotiek uz Zemes. Kamēr vēl mazākas vētras var sabojāt satelītus, ietekmēt radiosakaru, vai būt bīstams astronautiem, cilvēkiem uz virsmas, laika apstākļi kosmosā ir nekaitīgi. Zemes atmosfēra mūs aizsargā vissliktākā saules uzliesmojuma ietekme absorbējot rentgenstaru sprādzienu augstu atmosfērā, krietni pirms tas sasniedz virsmu. CME elektrificētā plazma ir kuru novirza Zemes magnētiskais lauks, enerģijas vētru novirzīšana uz ziemeļu un dienvidu poļi, kur enerģētiskās daļiņas iekrist atmosfērā, izraisot atmosfēras mirdzumu un izveidojot skaistas auras. Kā jebkuros laika apstākļos - lielākoties lietas ir kārtībā. Dažreiz tomēr notiek viesuļvētras. Vai Saules gadījumā, saules superzvaigznes. Un mēs zinām, ka tie notiek vienu vai divas reizes gadsimtā. Ja tāds notiktu šodien, mēs vispirms atklātu spēcīgus saules uzliesmojumus, sava veida zibspuldze pirms daudz bīstamāks pērkons.

Pērkons ir CME, kas sastāv no miljardiem tonnu karstas magnētiskās plazmas kas šķērso 150 miljonus kilometru starp Sauli un Zemi mazāk nekā dienā. Kad tas pienāk, tas izraisa triecienvilni vardarbīgi saspiež Zemes magnētisko lauku un nodod enerģiju magnetosfēra. Bet tas var pasliktināties. Ja CME magnētiskais lauks ir precīzi pielīdzināts Zemei, divi magnētiskie lauki saplūst. Kad magnētiskais mākonis iet pāri Zemei, tas stiepj Zemes lauku garā asti.

Galu galā enerģija, kas glabājas aste kļūst

Par daudz, lai to saturētu.

Tas uzsprāgst un eksplozīvi atbrīvo tā enerģija pret Zemi. Ir sākusies ģeomagnētiskā vētra. Pirms dažiem simtiem gadu neviens nebūtu rūpējies. Šī vētra, kas brāzma pār Zemi, nav būtiska mašīnām, kas izgatavotas no gaļas un kauliem.

Bet mašīnām tas ir ļoti svarīgi izgatavoti no metāla un stieples. Vai atceries dinamo? Magnētisms rada elektriskās strāvas. Zeme 21. gadsimtā ir klāta miljonos kilometru vadu, kas pārvadā elektrību, un sarežģīts mašīnu režģis, piemēram transformatori, kas padara šo pārnesi iespējamu. CME enerģija var izraisīt strāvas mūsu spēkos režģis, kas to var pilnībā izslēgt, vai, vēl sliktāk, iznīciniet transformatoru stacijas, kas uztur mūsu tīkla darbību. Tas jau ir noticis, piemēram, kad Kvebekas elektrotīkls neizdevās pēc spēcīgās saules vētras 1989. gadā. Bet kopumā mūsu inženieri zina kā tikt galā ar šīm vētrām, un tāpēc mēs parasti pat nepamanām. Pēdējo reizi saules viesuļvētra mazgāta virs zemes bija 1859. gadā: Kāringtonas pasākums, lielākās ģeomagnētiskās vētras kādreiz novērots uz Zemes.

Radās masīvas auroras tik tālu uz dienvidiem kā Karību jūras reģions. Dažās vietās tie bija tik spilgti, ka cilvēki piecēlās, domājot, ka saule ceļas. Par laimi, mums bija tikai viens sava veida mūsdienu tehnoloģijas: telegrāfa sistēmas. Viņi cieta neveiksmes visā pasaulē, šokējoši viņu operatori un izdzēšot dzirksteles. Mūsdienās mums ir mazliet vairāk tehnoloģiju, un mūsu veiksme drīz var beigties. Vēl viena slikta saules vētra ir kas notiks beidzot. Tikpat spēcīga vētra kā Karringtonas notikumā nokavēto zemi tikai nelielu rezervi 2012. gadā. Pētījumos tika prognozēts, ka tas būs nodarīts nopietns kaitējums elektroniskajām sistēmām visā pasaulē, maksā tikai USD 2,6 triljonus USD vien ASV. Laiks nomainīt visas bojātās sistēmas tika lēsts no 4 līdz 10 gadiem.

Grūti pateikt, cik slikti tā varēja būt. Eksperti tam nepiekrita. Daži uzskatīja, ka tā arī darīs vienkārši pārejiet uz laiku, bet citi to uztrauca varētu būt daudz sliktāk. Mēs nezinām droši līdz mūs piemeklē liela saules viesuļvētra. Šāda notikuma varbūtība ir lēš, ka desmit gadu laikā tie būs 12%. Tas ir apmēram 50/50 iespēja vismaz vienu nākamo 50 gadu laikā. Un ir arī vairāk satraucošu jaunumu. 2019. gada dokumentā tika konstatēts pat mierīgas zvaigznes, piemēram, mūsu Saule, var radīt superflares ik pēc pāris tūkstošiem gadu. Izvirdumi pēc lieluma stiprākas par spēcīgākajām vētrām ko esam novērojuši Saules sistēmā.

Ja šāda vētra mūs piemeklē nesagatavotus, sekas var būt katastrofālas. Grūti pārspīlēt, cik daudz mēs esam atkarīgi no elektrības. Tas nav tikai gaismas mājās. Tas nozīmē, ka nav datoru, nav komunikācijas, nav navigācijas. Var izraisīt ilgstošu strāvas padeves pārtraukumu līdz piegādes ķēdes sadalījumam, ūdens padeves sistēmas nedarbojas un slimnīcu ģeneratori darbojas sausa, lielveikali netiek uzpildīti kamēr pārtika puves laukos. Spēka trūkums to var padarīt ārkārtīgi svarīgu grūti atsāknēt mūsu salauzto elektrotīklu, gadu vai gadu desmitu laikā restartējiet mūsu badā esošo civilizāciju. Labi, laiks panikai? Cik vien dienas laikraksti varētu patikt Saules vētras, lai mūs nosūtītu atpakaļ uz akmens laikmetu, viņi droši vien to nedarīs. Par laimi, kaut arī saule vētras nav novēršamas, praktiski visas viņu šķebinošās blakusparādības ir. Zinātniekiem, kas novēro Sauli, ir dažas stundas līdz dažām dienām, lai redzētu CME tuvošanos. Un inženieri, kas strādā sistēmas, kas uztur pasauli darboties labi pārzina riskus ko rada saules vētras.

Transformatori un apakšstacijas var noņemt bezsaistē - īsi profilaktiski elektrības avoti - vai citiem vārdiem sakot, atvienojot sīkumus. Inženieri var atvērt papildu līnijas lai izkliedētu papildu jaudu. Un ar investīcijām un jauninājumiem ir lēti salīdzinājumā ar citām dabas katastrofām, mēs varētu aizsargāt pasaules elektrotīklu pret pat visnepatīkamākajām vētrām. Bet mums ir jāsagatavojas.