Ejeções de massa coronal (Ejeções de massa coronal ou CME) são volumes gigantescos de matéria solar ejetados no espaço interplanetário da atmosfera do Sol para como resultado de processos ativos que ocorrem nele. Aparentemente, é a questão das ejeções coronais que atingem a Terra que é a principal causa dos distúrbios na magnetosfera terrestre e das tempestades magnéticas. Natureza emissões e as razões pelas quais ocorrem ainda não são totalmente compreendidas. Por exemplo, há muito se sabe que ejeções de massa coronal frequentemente (talvez sempre) associado a explosões solares, mas o mecanismo desta conexão ainda não foi estabelecido. Nem se sabe se precede ejeção surto ou, inversamente, é sua consequência.
Embora as observações da distante coroa do Sol durante os eclipses remontem a milhares de anos, a existência ejeções de massa coronal permaneceu desconhecido até o início da era espacial. A primeira evidência observacional deste fenômeno foi obtida há cerca de 35 anos no coronógrafo da estação orbital solar OSO 7, que operou em órbita de 1971 a 1973. A razão pela qual a abertura ejeções de massa coronal aconteceu tão tarde, é que a fase total dos eclipses solares dura na Terra por um tempo muito curto (apenas alguns minutos), o que não é suficiente para detectar ejeção coronal durando várias horas. Além disso, os coronógrafos terrestres são incapazes de detectar radiação fraca emissão devido ao brilho intenso do céu. Os coronógrafos instalados a bordo de naves espaciais estão livres desta desvantagem e, como resultado, oferecem amplas oportunidades para pesquisa. ejeções coronais.
Enorme ejeção de massa coronal, ciclo solar 23.
Ejeção de massa coronal em 15 de maio de 2000. Instrumento LASCO 3, observatório solar espacial SOHO.
As erupções solares, chamadas ejeções de massa coronal (CMEs), estão associadas à quebra de linhas fechadas do campo magnético acima da superfície do Sol. Dependendo da energia obtida durante a erupção, o vento solar do CME tem velocidades altas ou baixas. A frequência de ocorrência de CME é sincronizada com o ciclo de atividade solar. O vento solar moderado flui dos raios coronais - estruturas brilhantes e densas. A “coroa silenciosa” entre os buracos e os raios também pode conduzir fluxos lentos de matéria solar.
As propriedades dinâmicas do vento solar estão intimamente relacionadas com a coroa e seu campo magnético. Uma parte significativa do campo magnético solar, em alongamento, é levada pelo vento levado do Sol. Ele sopra em todas as direções, preenchendo todo o espaço circunsolar, todo o nosso sistema planetário, com partículas carregadas, criando um campo magnético interplanetário mantido pelo vento.
"Tempestade Ferroviária", 13 de maio de 1921. Naquele dia, os astrônomos notaram uma enorme mancha solar com raio de aproximadamente 150 mil quilômetros. Em 15 de maio, ocorreu uma tempestade geomagnética que desativou metade dos equipamentos da Ferrovia Central de Nova York e deixou quase toda a Costa Leste dos Estados Unidos sem comunicações.
Explosões solares em 21 de julho de 2012. A região solar ativa 1520 lançou uma enorme explosão de classe X1.4 em direção à Terra, causando auroras e graves interrupções nas comunicações de rádio. As explosões de classe X são as mais poderosas de todas conhecidas em termos de intensidade de raios X. Eles próprios geralmente não chegam à Terra, mas sua influência no campo magnético não pode ser subestimada.
O surto de 1972 e a Apollo 16. Viajar pelo espaço durante a atividade solar máxima é extremamente perigoso. Em agosto de 1972, a tripulação da Apollo 16 na Lua escapou por pouco dos efeitos de uma explosão de classe X2. Se os astronautas tivessem tido menos sorte, teriam recebido uma dose de radiação de 300 rem, o que quase certamente os teria matado no espaço de um mês.
Explosão solar no Dia da Bastilha. Em 14 de julho de 2000, os satélites detectaram uma poderosa explosão da classe X5.7 na superfície do Sol. A ejeção foi tão forte que até as espaçonaves Voyager 1 e 2, localizadas na borda do sistema solar, a detectaram. Houve interrupções nas comunicações de rádio em toda a Terra, e as pessoas que sobrevoavam os pólos do planeta receberam uma dose de radiação - felizmente, relativamente pequena.
A explosão solar de 9 de agosto de 2011 marcou o pico do atual ciclo solar, atingindo uma magnitude de X6,9. Foi a maior das emissões do Ciclo 24 detectadas pelo novo satélite Solar Dynamics Observatory da NASA. A explosão ionizou a atmosfera superior da Terra, causando interferência nas comunicações de rádio.
O maior surto de 2015 ocorreu em 7 de maio. Sua potência atingiu “apenas” a classe X2.7, mas isso foi suficiente para causar auroras brilhantes e interrupções de comunicação. Além disso, há belas fotografias de observação de satélites.
A explosão solar de 5 de dezembro de 2006 atingiu uma potência recorde de X9, mas felizmente não foi direcionada para a Terra. Nosso planeta, em princípio, é um “alvo” bastante pequeno, com o qual a humanidade tem muita sorte. Duas sondas solares STEREO lançadas recentemente em órbita acompanharam o evento do início ao fim.
A tempestade geomagnética de 13 de março de 1989 demonstrou o quão perigosas as tempestades solares podem se tornar. O impacto do surto X15 causou cortes de energia para milhões de canadenses em Montreal e nos arredores de Quebec. As redes elétricas do norte dos Estados Unidos mal resistiram ao choque eletromagnético. Em todo o mundo, as comunicações de rádio foram interrompidas e a aurora se espalhou.
A explosão do Halloween em outubro de 2003 foi uma das tempestades solares da classe X45 mais poderosas já registradas. Quase não atingiu a Terra, mas as ejeções de massa coronal danificaram vários satélites e causaram interrupções nas comunicações telefônicas e móveis.
Supertempestade de Carrington. Em 1º de setembro de 1859, o astrônomo Richard Carrington observou a erupção mais brilhante, cuja ejeção coronal atingiu a Terra em apenas 18 horas. As redes telegráficas falharam em toda a Europa e nos Estados Unidos, e algumas estações pegaram fogo devido a curtos-circuitos. Essa ejeção não foi a maior, em torno de X10, mas atingiu a Terra no momento perfeito e causou a maior destruição.
O poder das “tempestades solares” atinge milhares de milhões de megatons de TNT – é a quantidade de energia que toda a nossa civilização poderia consumir num milhão de anos. As ejeções de massa coronal são representadas principalmente pela radiação eletromagnética, que, ao atingir com precisão a Terra, provoca tempestades geomagnéticas. As consequências são interrupções na comunicação e falhas na eletrônica. Considerando que a cada ano a humanidade depende cada vez mais da tecnologia, uma forte tempestade geomagnética pode causar um verdadeiro caos. Aqui estão as 10 tempestades solares mais poderosas dos últimos dois séculos.
Erupções solares
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Dados do experimento SPIRIT (FIAN) - no satélite CORONAS-F - Flash 28/10/03, 11:00 UT X17.2/4B, S16E08 – UV (linha MgXII - 8,42 A). |
Uma explosão solar é uma manifestação poderosa de SA causada pelo surgimento de uma configuração instável de campo magnético em uma região ativa do Sol. As erupções são observadas na forma de um aumento repentino no brilho da cromosfera solar e, durante eventos poderosos, da fotosfera. A erupção dura de vários minutos a dezenas de minutos e é acompanhada pela liberação de energia de até 10 26 J na forma de uma ejeção coronal de massa e um fluxo de raios cósmicos, radiação eletromagnética em todas as faixas, desde ultravioleta, raios X e radiação gama para medir ondas de rádio. |
O que determina o grau de geoefetividade das explosões solares?
Nem toda erupção que ocorre no Sol afeta o estado do NEC, ou seja, é geoefetiva. A geoefetividade dos eventos de flare é determinada principalmente pela potência (intensidade) e localização no disco solar. Naturalmente, quanto mais poderoso for o clarão, mais poderoso será o impacto que ele pode ter no NEO, desde que as partículas nele formadas alcancem a órbita da Terra. De acordo com estudos recentes, as explosões de raios X acima de M5 que ocorrem na metade ocidental do disco solar (por exemplo) têm geoefetividade máxima.
(Para mais detalhes, consulte os materiais sobre o tema “Raios cósmicos solares”).
Ejeções de massa coronal (CMEs)
Nos anos 90 No século 20, ficou claro que uma fonte importante de perturbações geoefetivas não são apenas as erupções solares, mas também as ejeções gigantes de matéria da coroa solar, as chamadas ejeções de massa coronal (CMEs). Esquematicamente, uma CME parece um circuito fechado de campo magnético separado do Sol, carregando um aglomerado de matéria coronal (ver Figura 2).
Proeminências eruptivas
Proeminências eruptivas (PE)- são grandes formações na atmosfera solar, diferenciando-se da matéria circundante pelo aumento da densidade e baixa temperatura; o tipo de atividade mais notável na coroa solar. A questão do grau de influência das proeminências no clima espacial (direta ou indireta, como uma das possíveis causas da ocorrência de (CME)) permanece em aberto até hoje.
Um exemplo de evento em que o decaimento de um filamento (um filamento é uma proeminência observada na projeção no disco solar) se tornou a fonte de um aumento nos fluxos SCR no espaço próximo é o evento de 14 a 17 de abril de 1994. Mas deve-se notar que tais eventos são relativamente raros.
Vento solar de alta velocidade
O vento solar é bimodal, uma mistura de fluxos lentos e rápidos. O escoamento de alta velocidade, por sua vez, é dividido em escoamentos quase estacionários e esporádicos, que possuem naturezas distintas. Fluxos de alta velocidade quase estacionários plasma solar responsável por perturbações geomagnéticas recorrentes são observados acima buracos coronais. A velocidade aqui é aumentada para 700-1000 km/s, a densidade é reduzida (3-4 cm -3). Fluxos esporádicos de alta velocidade- formações estruturais relativamente curtas e complexas responsáveis por perturbações magnetosféricas esporádicas, em particular, grandes tempestades magnéticas estão associadas a elas.
A velocidade do vento solar em correntes esporádicas chega a 1200 km/s; uma onda de choque é formada na vanguarda e à frente dela.
Buracos coronais
Buracos coronais (CH)− são regiões da coroa solar com temperatura relativamente baixa (0,8 × 10 6 K), baixa densidade e campo magnético direcionado aproximadamente radialmente a partir do Sol. Nas fotografias de raios X, os CDs parecem escuros em comparação com outras regiões da coroa (ver figura). Os CHs parecem sempre existir nas regiões polares do Sol e às vezes continuam na região de baixas latitudes, onde os CHs isolados podem se formar
Até aparecerem os dados destas duas estações, ninguém se apercebia que as ejeções de massa coronal eram tão importantes e generalizadas.
Como o disco eclipsante do coronógrafo corta o disco brilhante do Sol do campo de visão do instrumento, as observações da fonte de uma ejeção coronal na superfície solar usando um coronógrafo são impossíveis, e são feitas suposições sobre sua possível fonte. com base em observações de outros instrumentos em outros comprimentos de onda. Esta dificuldade fundamental leva ao facto de, a partir de observações de satélite perto da Terra, em vários casos ser impossível determinar a direcção do movimento do material ejectado: se está a mover-se em direcção à Terra ou para longe da Terra. Para superar essa dificuldade, atualmente são utilizadas duas espaçonaves do projeto STEREO, que estão separadas em grandes ângulos na órbita da Terra.
Veja também
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Notas
Literatura
- Brueckner, G. E.(Inglês) // Gordon Newkirk Jr. (ed.), Distúrbios Coronais, Simpósio IAU no. 57, realizado em Surfers Paradise, Queensland, Austrália, 7 a 11 de setembro de 1973, pp. 333–334, Reidel, Dordrecht; Boston. - 1974.
- Rainer Schwenn.(Inglês) // Rev. Vivo. Física Solar. ( Inglês), 3, (2006), 2. [Artigo online]. - 2006-2010.
- . Enciclopédia do Sol. Laboratório de Astronomia Solar de Raios X, Lebedev Physical Institute (TESIS).
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Trecho caracterizando Ejeções de Massa Coronal
“Lembre-se de que você será responsável por todas as consequências”, disse o príncipe Vasily severamente, “você não sabe o que está fazendo”.- Mulher vil! - gritou a princesa, correndo de repente para Anna Mikhailovna e pegando a pasta.
O príncipe Vasily abaixou a cabeça e abriu os braços.
Naquele momento a porta, aquela porta terrível que Pierre olhava há tanto tempo e que se abria tão silenciosamente, rápida e ruidosamente caiu para trás, batendo na parede, e a princesa do meio saiu correndo e apertou as mãos.
- O que você está fazendo! – ela disse desesperadamente. – II s"en va et vous me laissez seule. [Ele morre e você me deixa em paz.]
A princesa mais velha deixou cair a pasta. Anna Mikhailovna rapidamente se abaixou e, pegando o item polêmico, correu para o quarto. A princesa mais velha e o príncipe Vasily, recuperando o juízo, seguiram-na. Poucos minutos depois, a princesa mais velha foi a primeira a sair dali, com o rosto pálido e seco e o lábio inferior mordido. Ao ver Pierre, seu rosto expressou uma raiva incontrolável.
“Sim, alegre-se agora”, disse ela, “você estava esperando por isso”.
E, desatando a chorar, cobriu o rosto com um lenço e saiu correndo da sala.
O príncipe Vasily saiu para a princesa. Ele cambaleou até o sofá onde Pierre estava sentado e caiu sobre ele, cobrindo os olhos com a mão. Pierre percebeu que ele estava pálido e que seu maxilar inferior saltava e tremia, como se estivesse tremendo febrilmente.
- Ah, meu amigo! - disse ele, pegando Pierre pelo cotovelo; e em sua voz havia uma sinceridade e uma fraqueza que Pierre nunca havia notado nele antes. – Quanto pecamos, quanto enganamos e tudo para quê? Estou com sessenta anos, meu amigo... Afinal, para mim... Tudo vai acabar em morte, é isso. A morte é terrível. - Ele chorou.
Anna Mikhailovna foi a última a sair. Ela se aproximou de Pierre com passos lentos e silenciosos.
“Pierre!...” ela disse.
Pierre olhou para ela interrogativamente. Ela beijou a testa do jovem, umedecendo-a com suas lágrimas. Ela fez uma pausa.
– II n "est plus... [Ele se foi...]
Pierre olhou para ela através dos óculos.
- Allons, je vous reconduirai. Táchez de pleurer. Rien ne soulage, comme les larmes. [Vamos, vou te levar com você. Tente chorar: nada faz você se sentir melhor do que as lágrimas.]
Ela o conduziu para a sala escura e Pierre ficou feliz por ninguém ter visto seu rosto. Anna Mikhailovna o deixou e, quando voltou, ele, com a mão sob a cabeça, dormia profundamente.
Na manhã seguinte, Anna Mikhailovna disse a Pierre:
- Oui, mon cher, c"est une grande perte pour nous tous. Je ne parle pas de vous. Mais Dieu vous soutndra, vous etes jeune et vous voila a la tete d"une imensa fortuna, je l"espere. Le testament n"a pas ete encore ouvert. Je vous connais assez pour savoir that cela ne vous tourienera pas la tete, mas cela vous impor des devoirs, et il faut etre homme. [Sim, meu amigo, esta é uma grande perda para todos nós, sem falar em você. Mas Deus o apoiará, você é jovem e agora é, espero, dono de uma enorme riqueza. O testamento ainda não foi aberto. Conheço você muito bem e tenho certeza de que isso não vai virar sua cabeça; mas isso impõe responsabilidades a você; e você tem que ser um homem.]
Pierre ficou em silêncio.
– Peut etre plus tard je vous dirai, mon cher, que si je n"avais pas ete la, Dieu sait ce qui serait come. Vous savez, mon oncle avant hier encore me promettait de ne pas oublier Boris. Mais il n"a pas eu le temps. J "espere, mon cher ami, que vous remplirez le desir de votre pere. [Depois, talvez eu lhe diga que se eu não estivesse lá, Deus sabe o que teria acontecido. Você sabe que o tio do terceiro dia Ele me prometeu não esquecer o Boris, mas ele não teve tempo. Espero, meu amigo, que você cumpra o desejo do seu pai.]
Pierre, sem entender nada e silenciosamente, corando timidamente, olhou para a princesa Anna Mikhailovna. Depois de conversar com Pierre, Anna Mikhailovna foi até os Rostovs e foi para a cama. Acordando de manhã, ela contou aos Rostovs e a todos os seus amigos os detalhes da morte do conde Bezukhy. Ela disse que o conde morreu do jeito que ela queria, que seu fim não foi apenas comovente, mas também edificante; O último encontro entre pai e filho foi tão comovente que ela não conseguia se lembrar dele sem lágrimas, e que não sabe quem se comportou melhor nesses momentos terríveis: o pai, que se lembrou de tudo e de todos assim nos últimos minutos e palavras tão comoventes foram ditas ao seu filho, ou Pierre, a quem foi uma pena ver como foi morto e como, apesar disso, tentou esconder a sua tristeza para não incomodar o pai moribundo. “C"est penible, mais cela fait du bien; ca eleve l"ame de voir des hommes, comme le vieux comte et son digne fils,” [É difícil, mas é salvador; a alma se eleva quando você vê pessoas como o velho conde e seu digno filho”, disse ela. Ela também falou sobre as ações da princesa e do príncipe Vasily, não as aprovando, mas em grande segredo e em um sussurro.
Nas Montanhas Calvas, propriedade do príncipe Nikolai Andreevich Bolkonsky, a chegada do jovem príncipe Andrei e da princesa era esperada todos os dias; mas a espera não perturbou a ordem em que a vida transcorria na casa do velho príncipe. O general-em-chefe, príncipe Nikolai Andreevich, apelidado na sociedade de le roi de Prusse, [o rei da Prússia], desde o momento em que foi exilado na aldeia sob o comando de Paulo, viveu continuamente em suas Montanhas Calvas com sua filha, a princesa Marya, e com sua companheira, m lle Bourienne. [Mademoiselle Bourien.] E durante o novo reinado, embora lhe fosse permitida a entrada nas capitais, ele também continuou a viver no campo, dizendo que se alguém precisasse dele, ele viajaria uma centena e meia de milhas de Moscou a Careca. Montanhas, mas o que seria, ninguém nem nada é necessário. Ele disse que existem apenas duas fontes de vícios humanos: a ociosidade e a superstição, e que existem apenas duas virtudes: atividade e inteligência. Ele próprio se envolveu na criação da filha e, para desenvolver nela as duas principais virtudes, até os vinte anos, deu-lhe aulas de álgebra e geometria e distribuiu toda a sua vida em estudos contínuos. Ele próprio estava constantemente ocupado escrevendo suas memórias, ou calculando matemática superior, ou girando caixas de rapé em uma máquina, ou trabalhando no jardim e observando os edifícios que não paravam em sua propriedade. Como a principal condição para a atividade é a ordem, a ordem em seu modo de vida foi trazida ao máximo grau de precisão. Suas idas à mesa aconteciam nas mesmas condições imutáveis, e não apenas na mesma hora, mas também no mesmo minuto. Com as pessoas ao seu redor, desde a filha até os servos, o príncipe era duro e invariavelmente exigente e, portanto, sem ser cruel, despertava em si mesmo medo e respeito, o que a pessoa mais cruel não conseguiria facilmente. Apesar de estar aposentado e não ter mais importância nos assuntos de Estado, cada chefe da província onde ficava o espólio do príncipe considerava seu dever ir até ele e, assim como um arquiteto, jardineiro ou a princesa Marya, esperava pelo hora marcada para o aparecimento do príncipe na sala do alto garçom. E todos nesta garçonete experimentaram o mesmo sentimento de respeito e até medo, enquanto a porta enormemente alta do escritório se abria e aparecia a figura baixa de um velho de peruca empoada, com mãos pequenas e secas e sobrancelhas grisalhas caídas, que às vezes, enquanto ele franzia a testa, obscurecia o brilho das pessoas inteligentes e definitivamente dos olhos jovens e brilhantes.
Há também um fluxo constante de partículas na forma de vento solar, erupções solares imprevisíveis e ejeções de massa coronal. Todos eles se enquadram na definição de “clima espacial”.
Manchas solares
Ao estudar a superfície do Sol, você pode notar pequenas áreas escuras nela. Eles variam em tamanho e localização. Normalmente, essas manchas estão concentradas em áreas acima e abaixo do equador. Eles são formados como resultado da interação do plasma na superfície do Sol com um campo magnético.
Manchas solares são áreas do Sol cuja temperatura é significativamente mais baixa do que outras áreas. A temperatura nessas áreas chega a 3.527 graus Celsius, quase 1.727 graus menos que em outras partes do Sol. No entanto, não se deixe enganar pelos números. Se tivéssemos a oportunidade de contemplar uma mancha solar no céu noturno, ela brilharia 10 vezes mais que a lua cheia. Quando comparadas ao Sol, cujo diâmetro é de 1.392 milhões de quilômetros, as manchas solares podem parecer pequenas em tamanho. Via de regra, essas áreas ocupam menos de 4% do disco visível do Sol. Eles são comparáveis ao diâmetro de Netuno, o menor dos planetas gasosos. No entanto, a vida útil das manchas solares, independentemente da localização, não excede várias semanas.
O ciclo solar, que se refere ao ciclo da atividade solar, dura 11 anos. O último ciclo solar começou em janeiro de 2008 e atingiu seu pico em 2013. Apesar do baixo nível de atividade solar, os cientistas observaram a maior mancha solar da história em novembro de 2014. Era comparável a Júpiter.
Erupções solares
Campos magnéticos intensos em regiões de manchas solares também levam a explosões conhecidas como erupções solares. A energia é liberada para fora com uma força que excede a liberação de energia de milhões de bombas de hidrogênio.
A temperatura da parte externa da atmosfera solar, conhecida como coroa, normalmente atinge vários milhões de K no momento das erupções solares. Quando as erupções solares passam pela coroa, elas aquecem o gás a 10-20 milhões de K, às vezes atingindo cem milhões de K. Segundo a NASA, a energia liberada em uma explosão solar é "equivalente à energia liberada pela detonação simultânea de um milhão de bombas de hidrogênio de 100 megatons".
As maiores explosões solares têm um impacto significativo na Terra. Eles podem causar tempestades de radiação de longo prazo na alta atmosfera e causar a cessação das comunicações de rádio. As explosões moderadas também podem causar breves apagões de rádio nas regiões polares e, ocasionalmente, pequenas tempestades de radiação.
Ejeções de massa coronal
Durante as explosões solares, a energia magnética que se acumula nas regiões ativas do Sol é principalmente realizada na forma de radiação eletromagnética. Durante as ejeções de massa coronal, é usado para acelerar massas de matéria na crosta solar.
Tal como as explosões solares, as ejeções de massa coronal aumentam a radiação nas camadas externas da atmosfera da Terra, afetando os astronautas e os sinais de rádio. No entanto, ao contrário das explosões, elas também trazem partículas carregadas de matéria que interagem com o campo que rodeia o nosso planeta. Os resultados de tais interações podem variar dependendo do tamanho, velocidade e força magnética das partículas em questão.
