Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Europejska misja kosmiczna wyśledziła dwa typy cząstek ze Słońca i dotarła do ich źródeł
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Analiza ponad 50 000 gwiazd wykazała, że rozbłyski słoneczne mogą być setki razy potężniejsze, niż najsilniejszy rozbłysk kiedykolwiek zanotowany przez astronomów. Na łamach pisma Science badacze z Instytutu Badań Układu Słonecznego im Maxa Plancka poinformowali, że po przebadaniu 56 540 gwiazd doszli do wniosku, że każda z nich średnio co 100 lat doświadcza gigantycznego rozbłysku. Wyniki badań wskazują, że dotychczas potencjał gwiazd był niedoszacowany. Z danych zebranych przez Teleskop Keplera wynika bowiem, że gigantyczne rozbłyski mają miejsce 10-100 razy częściej niż sądzono.
Już wcześniejszych badań wiadomo było, że na Słońcu może dochodzić do potężnych erupcji. Ich ślady znajdowano w prehistorycznych drzewach i lodzie z lodowców. Jednak na podstawie takich źródeł nie można było stwierdzić, jak często tego typu wydarzenia mają miejsce. Bezpośrednie pomiary ilości promieniowania docierającego ze Słońca na Ziemię potrafimy wykonywać dopiero od kilkudziesięciu lat.
Istnieje jednak inny sposób na zdobycie danych na temat długoterminowego zachowania się Słońca. Współczesne teleskopy kosmiczne obserwują tysiące gwiazd i zbierają dane o zmianach ich jasności. W danych tych widać też potężne rozbłyski. Nie możemy obserwować Słońca przez tysiące lat. Możemy jednak badać zachowanie tysięcy gwiazd bardzo podobnych do Słońca w krótkim okresie czasu. To pozwala nam ocenić, jak często dochodzi do superrozbłysków, mówi współautor badań, profesor Sami Solanki.
Naukowcy z Niemiec, Austrii, USA, Japonii, Finlandii i Francji przeanalizowali dane z 56 450 gwiazd dostarczone w latach 2009–2013 przez Teleskop Kosmiczny Keplera. W sumie Kepler dostarczył nam danych z 220 tysięcy lat aktywności słonecznej, wyjaśnia profesor Alexander Shapiro z Uniwersytetu w Grazu.
Kluczowym elementem był dobór gwiazd jak najbardziej podobnych do naszej. Badacze wybrali więc te, których temperatura powierzchni i jasność były jak najbardziej zbliżone. W czasie badań zidentyfikowano 2889 superrozbłysków, które miały miejsce na 2527 gwiazdach spośród 56 450 wybranych. To oznacza, że każda z gwiazd generuje jeden superrozbłysk w ciągu stu lat. To było zaskakujące. Naukowcy nie spodziewali się, że potężne rozbłyski mają miejsce tak często. Dotychczas bowiem, na podstawie dowodów znalezionych na Ziemi, wydawało się, że dochodzi do nich znacznie rzadziej.
Gdy cząstki z potężnego rozbłysku trafią do ziemskiej atmosfery, dochodzi do wytwarzania mierzalnych ilości pierwiastków promieniotwórczych, takich jak węgiel-14. Pierwiastki te trafiają do naturalnych archiwów, jak pierścienie drzew czy lód w lodowcach. Więc informacje o takim wydarzeniu na Słońcu można odczytać tysiące lat później na Ziemi. W ten sposób naukowcom udało się zidentyfikować 5 ekstremalnych wydarzeń tego typu i 3 kandydatów na rozbłyski. Doszło do nich w ciągu ostatnich 12 tysięcy lat. Z tego też powodu sądzono, że Słońce generuje superrozbłyski raz na około 1500 lat. I o ile wiadomo, ostatnie takie wydarzenie miało miejsce w 775 roku.
Wyniki badań mogą niepokoić. O ile w roku 775 wynikiem skierowanego w stronę Ziemi rozbłysku mógł być niewielki wzrost zachorowań na nowotwory skóry, to współczesna cywilizacja techniczna bardzo boleśnie odczułaby skutki takiego wydarzenia.
Już przed kilkunastu laty amerykańskie Narodowe Akademie Nauk opublikowały raport dotyczący ewentualnych skutków olbrzymiego koronalnego wyrzutu masy, który zostałby skierowany w stronę Ziemi. Takie wydarzenie spowodowałoby poważne perturbacje w polu magnetycznym planety, co z kolei wywołałoby przepływ dodatkowej energii w sieciach energetycznych. Nie są one przygotowane na tak gwałtowne zmiany.
Omawiając ten raport, pisaliśmy, że mogłoby dojść do stopienia rdzeni w stacjach transformatorowych i pozbawienia prądu wszystkich odbiorców. Autorzy raportu stwierdzili, że gwałtowny koronalny wyrzut masy mógłby uszkodzić 300 kluczowych transformatorów w USA. W ciągu 90 sekund ponad 130 milionów osób zostałoby pozbawionych prądu. Mieszkańcy wieżowców natychmiast straciliby dostęp do wody pitnej. Reszta mogłaby z niej korzystać jeszcze przez około 12 godzin. Stanęłyby pociągi i metro. Z półek sklepowych błyskawiczne zniknęłaby żywność, gdyż ciężarówki mogłyby dostarczać zaopatrzenie dopóty, dopóki miałyby paliwo w zbiornikach. Pompy na stacjach benzynowych też działają na prąd. Po około 72 godzinach skończyłoby się paliwo w generatorach prądu. Wówczas stanęłyby szpitale.
Najbardziej jednak przerażającą informacją jest ta, iż taki stan mógłby trwać całymi miesiącami lub latami. Uszkodzonych transformatorów nie można naprawić, trzeba je wymienić. To zajmuje zespołowi specjalistów co najmniej tydzień. Z kolei duże zakłady energetyczne mają na podorędziu nie więcej niż 2 grupy odpowiednio przeszkolonych ekspertów. Nawet jeśli część transformatorów zostałaby dość szybko naprawiona, nie wiadomo, czy w sieciach byłby prąd. Większość rurociągów pracuje bowiem dzięki energii elektrycznej. Bez sprawnego transportu w ciągu kilku tygodni również i elektrowniom węglowym skończyłyby się zapasy. Sytuacji nie zmieniłyby też elektrownie atomowe. Są one zaprojektowane tak, by automatycznie wyłączały się w przypadku poważnych awarii sieci energetycznych. Ich uruchomienie nie jest możliwe przed usunięciem awarii.
O tym, że to nie tylko teoretyczne rozważania, świadczy chociażby fakt, że w marcu 1989 roku burza na Słońcu na 9 godzin pozbawiła prądu 6 milionów Kanadyjczyków. Z kolei najpotężniejszym tego typu zjawiskiem, jakie zachowało się w ludzkiej pamięci, było tzw. wydarzenie Carringtona z 1859 roku. Kilkanaście godzin po tym, jak astronom Richard Carrington zaobserwował dwa potężne rozbłyski na Słońcu, Ziemię zalało światło zórz polarnych. Przestały działać telegrafy, doszło do pożarów drewnianych budynków stacji telegraficznych, a w Ameryce Północnej, gdzie była noc, ludzie mogli bez przeszkód czytać gazety. Igły kompasów poruszały się w sposób niekontrolowany, a zorze polarne było widać nawet w Kolumbii. A pamiętać trzeba, że wydarzenie Carringtona było znacznie słabsze, niż superrozbłyski, o których tutaj mowa.
Obecnie ucierpiałyby nie tylko sieci elektromagnetyczne, ale również łączność internetowa. Na szczególne niebezpieczeństwo narażone byłyby kable podmorskie, a konkretnie zainstalowane w nich wzmacniacze oraz ich uziemienia. Więc nawet gdy już uda się przywrócić zasilanie, problemem będzie funkcjonowanie globalnego internetu, bo naprawić trzeba będzie dziesiątki tysięcy kilometrów kabli.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Problem grzania korony słonecznej pozostaje nierozwiązany od 80 lat. Z modeli obliczeniowych wynika, że temperatura we wnętrzu Słońca wynosi ponad 15 milionów stopni, jednak na jego widocznej powierzchni (fotosferze) spada do około 5500 stopni, by w koronie wzrosnąć do około 2 milionów stopni. I to właśnie ta olbrzymia różnica temperatur pomiędzy powierzchnią a koroną stanowi zagadkę. Jej rozwiązanie – przynajmniej częściowe – zaproponował międzynarodowy zespół naukowy z Polski, Chin, USA, Hiszpanii i Belgii. Zdaniem badaczy za podgrzanie części korony odpowiadają... chłodne obszary na powierzchni.
W danych z Goode Solar Telescope uczeni znaleźli intensywne fale energii pochodzące z dość chłodnych, ciemnych i silnie namagnetyzowanych regionów fotosfery. Takie ciemniejsze regiony mogą powstawać, gdy silne pole magnetyczne tłumi przewodzenie cieplne i zaburza transport energii z wnętrza naszej gwiazdy na jej powierzchnię. Naukowcy przyjrzeli się aktywności tych chłodnych miejsc, przede wszystkim zaś włóknom plazmy powstającym w umbrze, najciemniejszym miejscu plamy słonecznej. Włókna te to stożkowate struktury o wysokości 500–1000 kilometrów i szerokości około 100 km. Istnieją one przez 2-3 minuty i zwykle ponownie pojawiają się w tym samym najciemniejszym miejscu umbry, gdzie pola magnetyczne są najsilniejsze, wyjaśnia profesor Vasyl Yurchyshyn z New Jersey Institute of Technology (NJIT).
Te ciemne dynamiczne włóka obserwowane były od dawna, jednak jako pierwsi byliśmy w stanie wykryć ich oscylacje boczne, które są powodowane przez szybko poruszające się fale. Te ciągle obecne fale w silnie namagnetyzowanych włóknach transportują energię w górę i przyczyniają się do podgrzania górnych części atmosfery Słońca, dodaje Wenda Cao z NJIT. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że fale te przenoszą tysiące razy więcej energii niż ilość energii tracona w aktywnych regionach atmosfery. Rozprzestrzenianie się tej energii jest nawet o 4 rzędy wielkości większa niż ilość energii potrzebna do utrzymania temperatury korony słonecznej.
Wszędzie na Słońcu wykryto dotychczas różne rodzaje fal. Jednak zwykle niosą one ze sobą zbyt mało energii, by podgrzać koronę. Szybkie fale, które wykryliśmy w umbrze plam słonecznych to stałe i wydajne źródło energii, które może podgrzewać koronę nad plamami, wyjaśnia Yurchyszyn. Odkrycie to, jak mówią naukowcy, nie tylko zmienia nasz pogląd na umbrę plam, ale również jest ważnym krokiem w kierunku zrozumienia transportu energii i podgrzewania korony.
Jednak, jak sami zauważają, zagadka grzania korony słonecznej nie została rozwiązania. Przepływ energii pochodzącej z plam może odpowiadać tylko za podgrzanie pętli koronalnych, które biorą swoje początki z plam. Istnieją jednak inne, wolne od plam, regiony Słońca powiązane z gorącymi pętlami koronalnymi. I czekają one na swoje wyjaśnienie, dodaje Cao.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Analiza danych z Teleskopu Hubble'a i innych obserwatoriów ujawniła, że w 2019 roku czerwony nadolbrzym Betelgeza odrzucił znaczną część powierzchni. Doszło do gigantycznego powierzchniowego wyrzutu masy (SME). Zjawiska tego nigdy wcześniej nie zaobserwowano na Betelgezie.
Na Słońcu bardzo często dochodzi do koronalnych wyrzutów masy (CME). W trakcie tego procesu pojawia się olbrzymi obłok plazmy, który jest przyspieszany w koronie słonecznej i wyrzucany w przestrzeń kosmiczną nawet z prędkością nawet do 3000 km/s. Wydarzenia takie mają olbrzymie znaczenie dla pogody kosmicznej. Wyrzut masy na Betelgezie był godzien czerwonego nadolbrzyma. Gwiazda utraciła w jego wyniku aż... 400 miliardów razy więcej masy, niż Słońce traci w wyniku typowego CME.
Betelgeza wciąż powoli odradza się po katastrofalnym wydarzeniu. Dzieje się tam coś niezwykłego. W jej wnętrzu jakby zachodził proces odbicia, mówi Andrea Dupree z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian.
Odkrycie pokazuje, jak czerwone gwiazdy tracą masę pod koniec życia, zanim jeszcze wybuchną jako supernowe. Ilość traconej masy ma znaczny wpływ na ich los. Jednak, ku zdziwieniu specjalistów, nic w zachowaniu Betelgezy nie wskazuje na nadchodzącą eksplozję. Zatem utrata masy, nawet tak olbrzymia, niekoniecznie zapowiada rychły koniec Betelgezy.
Dupree i jej zespół zbierają obecnie dane dotyczące zachowania gwiazdy przed, w czasie i po SME. Nigdy wcześniej nie widzieliśmy tak gigantycznego wyrzutu masy z powierzchni gwiazdy. To coś, czego zupełnie nie rozumiemy. To całkowicie nowe zjawisko, które możemy szczegółowo obserwować dzięki Teleskopowi Hubble'a. Oglądamy ewolucję gwiazdy w czasie rzeczywistym, mówi uczona.
Naukowcy sądzą, że wyrzut masy został spowodowany przez pojawienie się kolumny konwekcyjnej o średnicy ponad 1,5 miliona kilometrów. Kolumna ruszyła z wnętrza gwiazdy ku górze i wywołała pojawienie się fal uderzeniowych i impulsów które odrzuciły znaczną część fotosfery, pozostawiając w gwieździe olbrzymi chłodny obszar ukryty pod pyłem utworzonym przez schłodzone fragmenty odrzuconej fotosfery. Obecnie na Betelgezie widać proces „gojenia rany”.
Podczas SME Betelgeza odrzuciła materię o masie kilkukrotnie większej od masy Księżyca. Rozrzucone w przestrzeni kosmicznej fragmenty fotosfery schłodziły się, tworząc pył, który przesłonił Betelgezę. To właśnie dlatego pod koniec 2019 roku przez kilka miesięcy widoczna była zmiana jasności gwiazdy.
Co interesujące, po wyrzucie masy zanikła dobrze znana od niemal 200 lat pulsacja Betelgezy. Dotychczas gwiazda zmieniała jasność co 400 dni. Obecnie tego zjawiska się nie obserwuje, co dodatkowo świadczy o tym, jak potężny był SME.
Uczeni zwracają uwagę, że co prawda znamy koronalne wyrzuty masy na Słońcu, ale nigdy nie doprowadziły one do odrzucenia tak dużej części gwiazdy co powierzchniowy wyrzut masy na Betelgezie. To zaś może oznaczać, że CME i SME są różnymi zjawiskami.
Betelgeza to czerwony nadolbrzym znajdujący się w odległości ponad 642 lat świetlnych od Ziemi. Jest tak wielka, że gdyby umieścić ją w miejscu Słońca, sięgałaby za orbitę Jowisza.
NASA zauważa, że odrzuconą przez Betelgezę, oddalającą się od niej materię, być może udałoby się obserwować za pomocą Teleskopu Webba.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na EK Draconis zauważono gigantyczny koronalny wyrzut masy. Był on 10-krotnie potężniejszy niż tego typu zjawiska zaobserwowane na Słońcu. Może stanowić dla nas poważne ostrzeżenie, gdyż EK Draconis to gwiazda podobna do Słońca. Silny koronalny wyrzut masyw kierunku Ziemi mógłby zakończyć się katastrofą dla naszej coraz bardziej stechnicyzowanej cywilizacji. Scenariusz takiej katastrofy opisywaliśmy już wcześniej.
Koronalny wyrzut masy może mieć poważne skutki dla Ziemi i ludzi, mówi główny autor badań, Yuta Notsu z University of Colorado, Boulder. A teraz okazuje się, że takie zjawiska mogą być znacznie silniejsze niż sądziliśmy.
Notsu i jego koledzy obserwowali EK Draconis, gwiazdę będącą młodszą wersją Słońca. Znajduje się ona 111 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Smoka. W kwietniu ubiegłego roku zauważyli olbrzymi koronalny wyrzut masy. Taki wyrzut może – przynajmniej teoretycznie – mieć również miejsce na Słońcu, mówi uczony. Nasze badania pozwolą nam lepiej zrozumieć, jak przez miliardy lat koronalne wyrzuty masy wpływały na Ziemię czy Marsa".
Koronalne wyrzuty masy to olbrzymie obłoki plazmy wyrzucane w przestrzeń międzyplanetarną. Są jednym z najważniejszych czynników kształtujących pogodę kosmiczną. Plazma pędzi z prędkością sięgającą tysięcy kilometrów na sekundę, a gdy dotrze do Ziemi zaburza magnetosferę, może uszkadzać satelity i sieci energetyczne. Koronalne wyrzuty masy często pojawiają się po rozbłyskach słonecznych.
W 2019 roku Notsu i jego zespół opublikowali pracę naukową, w której poinformowali o zaobserwowaniu rozbłysków nawet setki razy potężniejszych niż te obserwowane na Słońcu. Wówczas zaczęli się zastanawiać, czy takim rozbłyskom mogą towarzyszyć równie silne koronalne wyrzuty masy. Obserwowane przez nas superrozbłyski były znacznie silniejsze niż znane nam ze Słońca. Podejrzewaliśmy więc, że mogą wiązać się ze znacznie potężniejszymi koronalnymi wyrzutami masy. Jednak do niedawna było to tylko przypuszczenie, przyznaje uczony.
Żeby sprawdzić to przypuszczenie naukowcy zajęli się obserwacją DK Draconis. To jakby młodsza wersja Słońca. Gwiazda ta liczy sobie zaledwie 100 milionów lat. Wygląda tak, jak Słońce przed 4,5 miliardami lat.
Uczeni obserwowali gwiazdę za pomocą Transiting Exoplanet Survey Satellite NASA i SEIMEI Telescope należącego do Uniwersytetu w Kioto. Piątego kwietnia ubiegłego roku zaobserwowali olbrzymi rozbłysk na DK Draconis. A około 30 minut później zauważyli początek koronalnego wyrzutu masy. Mogli obserwować tylko moment jego narodzin, ale już on robił wrażenie. Wyrzut był olbrzymi, a uwolniony z powierzchni gwiazdy materiał poruszał się z prędkością około 1,5 miliona kilometrów na godzinę.
Notsu uspokaja jednak, że tego typu zjawiska zdarzają się niezwykle rzadko, a i tak znacznie częściej mają miejsce w przypadku gwiazd młodych. Ich badanie może nam sporo powiedzieć o historii Ziemi i Marsa. Koronalne wyrzuty masy mogły bowiem zadecydować o losie obu planet u zarania Układu Słonecznego.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, Australii i USA opisuje na łamach Nature Astronomy wyniki swoich badań nad asteroidami, z których wynika, że ważnym źródłem wody dla formującej się Ziemi był kosmiczny pył. A w procesie powstawania w nim wody główną rolę odegrało Słońce.
Naukowcy od dawna szukają źródeł wody na Ziemi. Jedna z teorii mówi, że pod koniec procesu formowania się naszej planety woda została przyniesiona przez planetoidy klasy C. Już wcześniej naukowcy analizowali izotopowy „odcisk palca” planetoid typu C, które spadły na Ziemię w postaci bogatych w wodę chondrytów węglistych. Jeśli stosunek wodoru do deuteru byłby w nich taki sam, co w wodzie na Ziemi, byłby to silny dowód, iż to właśnie one były źródłem wody. Jednak uzyskane dotychczas wyniki nie są jednoznaczne. Woda zawarta w chondrytach w wielu przypadkach odpowiadała wodzie na Ziemi, jednak w wielu też nie odpowiadała. Częściej jednak ziemska woda ma nieco inny skład izotopowy niż woda w chondrytach. To zaś oznacza, że oprócz nich musi istnieć w Układzie Słonecznym co najmniej jeszcze jedno źródło ziemskiej wody.
Naukowcy pracujący pod kierunkiem specjalistów z University of Glasgow przyjrzeli się teraz planetoidom klasy S, które znajdują się bliżej Słońca niż planetoidy C. Przeanalizowali próbki pobrane z asteroidy Itokawa i przywiezione na Ziemię w 2010 roku przez japońską sondę Hayabusa. Dzięki najnowocześniejszym narzędziom byli w stanie przyjrzeć się strukturze atomowej poszczególnych ziaren próbki i zbadać pojedyncze molekuły wody. Wykazali, że pod powierzchnią Itokawy, w wyniku procesu wietrzenia, powstały znaczne ilości wody. Odkrycie to wskazuje, że w rodzącym się Układzie Słonecznym pod powierzchnią ziaren pyłu tworzyła się woda. Wraz z pyłem opadała ona na Ziemię, tworząc z czasem oceany.
Wiatr słoneczny to głównie strumień jonów wodoru i helu, które bez przerwy przepływają przez przestrzeń kosmiczną. Kiedy jony wodoru trafiały na powierzchnię pozbawioną powietrza, jak asteroida czy ziarna pyłu, penetrowały ją na głębokość kilkudziesięciu nanometrów i tam mogły wpływać na skład chemiczny skład i pyłu. Z czasem w wyniku tych procesów jony wodoru mogły łączyć się z atomami tlenu obecnymi w pyle i skałach i utworzyć wodę.
Co bardzo ważne, taka woda pochodząca z wiatru słonecznego, składa się z lekkich izotopów. To zaś mocno wskazuje, że poddany oddziaływaniu wiatru słonecznego pył, który opadł na tworzącą się Ziemię, jest brakującym nieznanym dotychczas źródłem wody, stwierdzają autorzy badań.
Profesor Phil Bland z Curtin University powiedział, że dzięki obrazowaniu ATP (Atom Probe Tomography) możliwe było uzyskanie niezwykle szczegółowego obrazu na głębokość pierwszych 50 nanometrów pod powierzchnią ziaren pyłu Itokawy, który okrąża Słońce w 18-miesięcznych cyklach. Dzięki temu zobaczyliśmy, że ten fragment zwietrzałego materiału zawiera tyle wody, że po przeskalowaniu było by to około 20 litrów na każdy metr sześcienny skały.
Z kolei profesor John Bradley z University of Hawai‘i at Mānoa przypomniał, że jeszcze dekadę temu samo wspomnienie, że źródłem wody w Układzie Słonecznym może być wietrzenie skał spowodowane wiatrem słonecznym, spotkałoby się z niedowierzaniem. Teraz wykazaliśmy, że woda może powstawać na bieżąco na powierzchni asteroidy, co jest kolejnym dowodem na to, że interakcja wiatru słonecznego z pyłem zawierającym tlen prowadzi do powstania wody.
Pył tworzący mgławicę planetarną Słońca był poddawany ciągłemu oddziaływaniu wiatru słonecznego. A z pyłu tego powstawały planety. Woda tworzona w ten sposób jest zatem bezpośrednio związana z wodą obecną w układzie planetarnym, dodają autorzy badań.
Co więcej, odkrycie to wskazuje na obfite źródło wody dla przyszłych misji załogowych. Oznacza to bowiem, ze woda może znajdować się w na pozornie suchych planetach. Jednym z głównych problemów przyszłej załogowej eksploracji kosmosu jest problem znalezienia wystarczających ilości wody. Sądzimy, że ten sam proces wietrzenia, w wyniku którego woda powstała na asteroidzie Itokawa miał miejsce w wielu miejscach, takich jak Księżyc czy asteroida Westa. To zaś oznacza, że w przyszłości astronauci będą mogli pozyskać wodę wprost z powierzchni planet, dodaje profesor Hope Ishii.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.