Erupción solar

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Una llamarada solar  es un proceso explosivo de liberación de energía (cinética, lumínica y térmica) en la atmósfera del Sol . Las llamaradas de una forma u otra cubren todas las capas de la atmósfera solar: fotosfera , cromosfera y corona del Sol. Las erupciones solares a menudo, pero no siempre, van acompañadas de una eyección de masa coronal . La liberación de energía de una poderosa llamarada solar puede alcanzar los 6 × 10 25 julios, que es aproximadamente 1 ⁄ 6 de la energía liberada por el Sol por segundo, o 160 mil millones de megatones de TNT ., que, a modo de comparación, es el volumen aproximado del consumo mundial de electricidad durante 1 millón de años.

Bajo la acción de un campo magnético se produce una compresión inesperada del plasma solar, se forma un haz o cinta de plasma (pueden alcanzar decenas o cientos de miles de kilómetros de longitud), lo que da lugar a una explosión. El plasma solar en esta región puede calentarse a temperaturas del orden de los 10 millones de K. La energía cinética de la eyección de sustancias que se mueven en la corona y salen hacia el espacio interplanetario a velocidades de hasta 1000 km/s aumenta. Reciben energía adicional y los flujos de electrones, protones y otras partículas cargadas se aceleran significativamente. Amplificadores ópticos, de rayos X, gamma y de radio. [una]

Los fotones de la llamarada llegan a la Tierra unos 8,5 minutos después de que comenzó; luego, en unas pocas decenas de minutos, llegan poderosas corrientes de partículas cargadas, y las nubes de plasma de una erupción solar alcanzan nuestro planeta solo después de dos o tres días.

Descripción

La duración de la fase impulsiva de las erupciones solares no suele exceder de unos pocos minutos, y la cantidad de energía liberada durante este tiempo puede llegar a miles de millones de megatones de TNT . La energía del destello se determina tradicionalmente en el rango visible de las ondas electromagnéticas por el producto del área de resplandor en la línea de emisión de hidrógeno H α , que caracteriza el calentamiento de la cromosfera inferior, y el brillo de este resplandor, asociado con el poder del fuente.

En los últimos años, una clasificación basada en mediciones uniformes de patrulla en una serie de satélites , principalmente GOES [2] , de la amplitud de un estallido de rayos X térmicos en el rango de energía de 0,5–10 keV (con una longitud de onda de 0,5–8 angstroms ) también se usa a menudo. La clasificación fue propuesta en 1970 por D. Baker y se basó originalmente en las mediciones de los satélites Solrad [3] . De acuerdo con esta clasificación, a una llamarada solar se le asigna una puntuación: una designación de una letra latina y un índice después de ella. La letra puede ser A, B, C, M o X dependiendo de la magnitud del pico de intensidad de rayos X alcanzado por la llamarada [4] [Comm 1] :

Carta Intensidad pico (W/ m2 )
A menos de 10 −7
B de 1,0×10 −7 a 10 −6
C de 1,0×10 −6 a 10 −5
METRO de 1,0×10 −5 a 10 −4
X más de 10 −4

El índice especifica el valor de la intensidad del destello y puede ser de 1,0 a 9,9 para las letras A, B, C, M y más - para la letra X. Por ejemplo, un brote el 12 de febrero de 2010 de M8.3 corresponde a una intensidad máxima de 8 3×10 −5 W/m 2 . A la llamarada más poderosa (a partir de 2010 ) registrada desde 1976 [5] , que ocurrió el 4 de noviembre de 2003 , se le asignó la puntuación X28 [6] , por lo que la intensidad de su emisión de rayos X en el pico fue de 28 × 10 −4 W/m 2 . El registro de la radiación de rayos X del Sol, ya que es completamente absorbida por la atmósfera terrestre , ha sido posible desde el primer lanzamiento de la nave espacial Sputnik-2 con el equipo adecuado [7] , por lo tanto, los datos sobre la intensidad de la la emisión de rayos X de las erupciones solares hasta 1957 están completamente ausentes.

Las mediciones en diferentes rangos de longitud de onda reflejan diferentes procesos en las erupciones. Por lo tanto, la correlación entre los dos índices de actividad de las erupciones solo existe en un sentido estadístico, por lo que para eventos individuales un índice puede ser alto y el otro bajo, y viceversa.

Las erupciones solares tienden a ocurrir en los puntos de interacción entre las manchas solares de polaridad magnética opuesta, o más precisamente, cerca de la línea neutra magnética que separa las regiones de polaridad norte y sur. La frecuencia y la potencia de las erupciones solares dependen de la fase del ciclo solar de 11 años .

Consecuencias

Las erupciones solares son de importancia práctica, por ejemplo, en el estudio de la composición elemental de la superficie de un cuerpo celeste con una atmósfera enrarecida o, en su ausencia, actuando como un excitador de rayos X para espectrómetros de fluorescencia de rayos X instalados a bordo de naves espaciales . . La radiación ultravioleta fuerte y las llamaradas de rayos X son el principal factor responsable de la formación de la ionosfera, que también puede cambiar significativamente las propiedades de la atmósfera superior: su densidad aumenta significativamente, lo que conduce a una rápida disminución de la altura de la órbita del satélite. . Las corrientes más fuertes de partículas cargadas durante las erupciones solares a menudo dañan los satélites y provocan accidentes [8] [9] . La probabilidad de daño durante las erupciones solares de la electrónica moderna, que contiene principalmente elementos CMOS, es mayor que TTL, ya que el umbral de energía de las partículas que causan la falla es menor. Estas partículas también causan grandes daños a los paneles solares de las naves espaciales [10] . Las nubes de plasma expulsadas durante las erupciones dan lugar a la aparición de tormentas geomagnéticas , que en cierto modo afectan a la tecnología y a los objetos biológicos.

Pronóstico

El pronóstico moderno de erupciones solares se basa en el análisis de los campos magnéticos del Sol. Sin embargo, la estructura magnética del Sol es tan inestable que actualmente es imposible predecir una llamarada incluso con una semana de anticipación. La NASA da un pronóstico para un período muy corto, de 1 a 3 días: en días tranquilos en el Sol, la probabilidad de una erupción fuerte generalmente se indica en el rango de 1 a 5%, y durante períodos activos aumenta solo a 30 –40% [11] .

Las erupciones solares registradas más potentes

Las mediciones de la potencia de las erupciones solares en el rango de rayos X se llevan a cabo desde 1975 utilizando los satélites GOES . La siguiente tabla muestra las 30 llamaradas más potentes desde 1975, según estos satélites [12] .

Enormes tormentas solares ( Eventos de Miyake ) ocurrieron alrededor del 660 a. e., en 774-775 y 993-994 [ [14] [15] .

Comentarios

  1. ↑ La elección para clasificar los destellos de rayos X se debe a una fijación más precisa del proceso: si en el rango óptico incluso los destellos más grandes aumentan la radiación en fracciones de un porcentaje, entonces en la región de rayos X suaves ( 1 nm ) - en varios órdenes de magnitud, y la radiación de rayos X duros no es creada en absoluto por el Sol en calma y se forma exclusivamente durante las erupciones.

Notas

  1. ↑ Vorontsov-Velyaminov B.A., E.K. Strout. Astronomía nivel básico Grado 11/cabeza. editado por I.G. Vlasov. - Avutarda, 2014, con rev. 2018. - S. 141.
  2. ↑ Enciclopedia del Sol - Llamaradas Solares . Consultado el 29 de marzo de 2008. Archivado desde el original el 1 de abril de 2008.
  3. ↑ Sacerdote, Eric Ronald. Clasificación de llamaradas // Magnetohidrodinámica de las llamaradas solares . - Gordon and Breach Science Publishers , 1981. - P. 51. - ISBN 0677055307 . Archivado el 12 de abril de 2014 en Wayback Machine .
  4. ↑ Clasificación de brotes Archivado el 27 de septiembre de 2011 en Wayback Machine .  
  5. ↑ Most Powerful Solar Flares Recorded Archivado el 6 de agosto de 2011 en Wayback Machine .  
  6. ↑ 1 2 Dorman, Lev I. Evento de neutrones solares el 4 de noviembre de 2003 // Neutrones solares y fenómenos relacionados . - Springer, 2010. - Pág. 310. - ISBN 9789048137367 .
  7. ↑ Experimento en el segundo satélite artificial de la Tierra (Sputnik-2) . Consultado el 26 de abril de 2011. Archivado desde el original el 13 de octubre de 2014.
  8. ↑ S. I. Boldyrev, Ivanov-Kholodny G.S., O. P. Kolomiytsev, A. I. Osin. Influencia de la Actividad Solar en las Variaciones de Densidad en la Atmósfera Superior de la Tierra  // Geomagnetismo y Aeronomía. - 2011. - T. 51 , núm. 4 . — ISSN 0016-7940 .
  9. ↑ Una poderosa llamarada en el Sol puede afectar el funcionamiento de los satélites, dijo un experto . RIA Novosti (20170907T1218). Consultado el 29 de octubre de 2021. Archivado desde el original el 29 de octubre de 2021.
  10. ↑ A. I. Akishin, L. S. Novikov. Efectos ambientales sobre los materiales de las naves espaciales . epizodsspace.airbase.ru . Consultado el 29 de octubre de 2021. Archivado desde el original el 20 de febrero de 2020.
  11. ↑ Bogachev S. A., Kirichenko A. S. Llamaradas solares // Tierra y Universo. - 2013. - Nº 5 . - Pág. 3-15 . — ISSN 0044-3948 .
  12. ↑ Llamaradas solares: Llamaradas solares de rayos X del satélite GOES desde 1975 hasta el presente y del satélite SOLRAD 1968-1974 . Consultado el 7 de septiembre de 2017. Archivado desde el original el 1 de julio de 2017.
  13. ↑ Tesis - 6 de septiembre de 2017 . Consultado el 6 de julio de 2020. Archivado desde el original el 15 de agosto de 2021.
  14. ↑ O'Hare, Pascual et al. Evidencia de múltiples radionúclidos para un evento de protones solares extremos alrededor de 2610 AP (∼ 660 a. C.)  //  Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : revista. - 2019. - Vol. 116 , núm. 13 _ - Pág. 5961-5966 . -doi : 10.1073/ pnas.1815725116 . - . — PMID 30858311 .
  15. ↑ Hayakawa, Hisashi et al. Los primeros candidatos de las observaciones de auroras en los informes astrológicos asirios: información sobre la actividad solar alrededor del 660 a. C.  //  The Astrophysical Journal  : revista. - Ediciones IOP , 2019. - Vol. 884 . — P.L18 . -doi : 10.3847 / 2041-8213/ab42e4 . — . Archivado desde el original el 12 de junio de 2020.

Enlaces

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Estructura Fotografía del Sol en la región ultravioleta del espectro, representada en "colores falsos". Obtenida por el Observatorio de Dinámica Solar.
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