Potremmo assistere a un grande spettacolo pirotecnico nel 2012. Alcune previsioni mettono il massimo solare del Ciclo solare 24 ancora più energico dell'ultimo massimo solare del 2002-2003 (ricordi tutti quei razzi di classe X da record?). I fisici solari si stanno già entusiasmando per questo prossimo ciclo e nuovi metodi di previsione vengono messi a frutto. Ma dovremmo essere preoccupati?
Articoli 2012 correlati:
- 2012: nessuna inversione geomagnetica (pubblicato il 3 ottobre 2008)
- 2012: No Killer Solar Flare (pubblicato il 21 giugno 2008)
- 2012: Planet X non è Nibiru (pubblicato il 19 giugno 2008)
- 2012: No Planet X (pubblicato il 25 maggio 2008)
- Nessun giorno del giudizio universale nel 2012 (pubblicato il 19 maggio 2008)
Secondo uno dei molti scenari del giorno del giudizio che ci è stato presentato nel periodo che precede la "fine del mondo" alimentata dalla profezia Maya nel 2012, questo scenario è in realtà basato su alcune scienze. Inoltre, potrebbe esserci una correlazione tra il ciclo solare di 11 anni e i cicli temporali visti nel calendario Maya, forse questa antica civiltà ha capito come il magnetismo del Sole subisce cambiamenti di polarità ogni decennio? Inoltre, testi religiosi (come la Bibbia) affermano che dovremmo attendere un giorno di giudizio, coinvolgendo molto fuoco e zolfo. Quindi sembra che saremo arrostiti vivi dalla nostra stella più vicina il 21 dicembre 2012!
Prima di saltare alle conclusioni, fai un passo indietro e rifletti su questo. Come la maggior parte dei vari modi in cui il mondo finirà nel 2012, la possibilità che il Sole esploda un enorme bagliore solare dannoso per la Terra è molto attraente per i profeti del giudizio. Ma diamo un'occhiata a ciò che accade realmente durante un evento di bagliore solare diretto dalla Terra, la Terra è in realtà molto ben protetta. Anche se alcuni satelliti potrebbero non essere ...
La Terra si è evoluta in un ambiente altamente radioattivo. Il Sole spara costantemente particelle ad alta energia dalla sua superficie magneticamente dominata come il vento solare. Durante il massimo solare (quando il Sole è più attivo), la Terra potrebbe essere abbastanza sfortunata da fissare il barilotto di un'esplosione con l'energia di 100 miliardi di bombe atomiche delle dimensioni di Hiroshima. Questa esplosione è conosciuta come un bagliore solare e i cui effetti possono causare problemi qui sulla Terra.
Prima di esaminare gli effetti collaterali della Terra, diamo un'occhiata al Sole e comprendiamo brevemente perché si arrabbia così tanto ogni 11 anni circa.
Il ciclo solare
Innanzitutto, il Sole ha a naturale ciclo con un periodo di circa 11 anni. Durante la vita di ogni ciclo, le linee del campo magnetico del Sole vengono trascinate attorno al corpo solare mediante rotazione differenziale all'equatore solare. Ciò significa che l'equatore ruota più velocemente dei poli magnetici. Mentre continua, il plasma solare trascina le linee del campo magnetico attorno al Sole, causando stress e accumulo di energia (un'illustrazione di questo è raffigurata). All'aumentare dell'energia magnetica, si attorciglia nella forma del flusso magnetico, costringendoli alla superficie. Questi nodi sono noti come anelli coronali che diventano più numerosi durante i periodi di alta attività solare.
Qui entrano in gioco le macchie solari. Mentre gli anelli coronali continuano a spuntare sulla superficie, appaiono anche macchie solari, spesso situate ai piedi del circuito. I circuiti coronali hanno l'effetto di spingere da parte gli strati superficiali più caldi del Sole (la fotosfera e la cromosfera), esponendo la zona di convezione più fredda (i motivi per cui la superficie solare e l'atmosfera sono più calde rispetto all'interno solare sono dovuti al fenomeno del riscaldamento coronale) . Man mano che l'energia magnetica si accumula, possiamo aspettarci che sempre più flusso magnetico venga forzato insieme. Questo è quando si verifica un fenomeno noto come riconnessione magnetica.
La riconnessione è il trigger per i brillamenti solari di varie dimensioni. Come precedentemente riportato, i brillamenti solari da "nanoflares" a "brillamenti di classe X" sono eventi molto energetici. Certo, i più grandi razzi generano energia sufficiente per 100 miliardi di esplosioni atomiche, ma non lasciare che questa enorme cifra ti preoccupi. Per cominciare, questo bagliore si verifica nella corona bassa, proprio vicino alla superficie solare. Sono quasi 100 milioni di miglia di distanza (1 UA). La Terra non è affatto vicina all'esplosione.
Poiché le linee del campo magnetico solare rilasciano un'enorme quantità di energia, il plasma solare viene accelerato e confinato all'interno dell'ambiente magnetico (il plasma solare è particelle surriscaldate come protoni, elettroni e alcuni elementi luminosi come i nuclei di elio). Quando le particelle di plasma interagiscono, i raggi X possono essere generati se le condizioni sono giuste e bremsstrahlung è possibile. (Bremsstrahlung si verifica quando le particelle cariche interagiscono, provocando l'emissione di raggi X.) Ciò può creare un bagliore di raggi X.
Il problema con i raggi solari a raggi X.
Il problema più grande con un bagliore di raggi X è che riceviamo pochi avvertimenti quando accadrà mentre i raggi X viaggiano alla velocità della luce (uno dei bagliori solari record del 2003 è raffigurato a sinistra). I raggi X da un bagliore di classe X raggiungeranno la Terra in circa otto minuti. Quando i raggi X colpiscono la nostra atmosfera, vengono assorbiti nello strato più esterno chiamato ionosfera. Come si può immaginare dal nome, si tratta di un ambiente altamente carico, reattivo, pieno di ioni (nuclei atomici ed elettroni liberi).
Durante potenti eventi solari come razzi, i tassi di ionizzazione tra i raggi X e i gas atmosferici aumentano negli strati della regione D ed E della ionosfera. C'è un improvviso aumento della produzione di elettroni in questi strati. Questi elettroni possono causare interferenze al passaggio delle onde radio attraverso l'atmosfera, assorbendo segnali radio a onde corte (nella gamma delle alte frequenze), eventualmente bloccando le comunicazioni globali. Questi eventi sono noti come "Disturbi ionosferici improvvisi" (o SID) e diventano comuni durante i periodi di alta attività solare. È interessante notare che l'aumento della densità elettronica durante un SID aumenta la propagazione della radio a frequenza molto bassa (VLF), un fenomeno che gli scienziati usano per misurare l'intensità dei raggi X provenienti dal sole.
Eiezioni di massa coronali?
Le emissioni di bagliori solari a raggi X sono solo una parte della storia. Se le condizioni sono giuste, un'espulsione di massa coronale (CME) potrebbe essere prodotta nel sito del bagliore (sebbene entrambi i fenomeni possano verificarsi indipendentemente). I CME sono più lenti della propagazione dei raggi X, ma i loro effetti globali qui sulla Terra possono essere più problematici. Potrebbero non viaggiare alla velocità della luce, ma viaggiano comunque velocemente; possono viaggiare ad una velocità di 2 milioni di miglia all'ora (3,2 milioni di km / ora), il che significa che possono raggiungerci in poche ore.
È qui che si stanno compiendo molti sforzi nella previsione meteorologica spaziale. Abbiamo una manciata di veicoli spaziali seduti tra la Terra e il Sole al Lagrangiano Terra-Sole (L1) puntare con i sensori a bordo per misurare l'energia e l'intensità del vento solare. Se un CME dovesse passare attraverso la loro posizione, le particelle energetiche e il campo magnetico interplanetario (FMI) possono essere misurati direttamente. Una missione chiamata Advanced Composition Explorer (ACE) si trova nella L1 indica e fornisce agli scienziati un preavviso di un'ora fino all'approccio di un CME. ACE collabora con l'Osservatorio solare ed eliosferico (SOHO) e l'Osservatorio solare sulle relazioni terrestri (STEREO), in modo che i CME possano essere tracciati dalla corona inferiore nello spazio interplanetario, attraverso la L1 punta verso la Terra. Queste missioni solari stanno lavorando attivamente insieme per fornire alle agenzie spaziali un preavviso di un CME diretto dalla Terra.
E se un CME raggiungesse la Terra? Per cominciare, molto dipende dalla configurazione magnetica del FMI (dal Sole) e dal campo geomagnetico della Terra (la magnetosfera). In generale, se entrambi i campi magnetici sono allineati con polarità che puntano nella stessa direzione, è altamente probabile che il CME venga respinto dalla magnetosfera. In questo caso, il CME scivolerà oltre la Terra, causando una certa pressione e distorsione sulla magnetosfera, ma altrimenti passando senza problemi. Tuttavia, se le linee del campo magnetico si trovano in una configurazione anti-parallela (cioè polarità magnetiche in direzioni opposte), potrebbe verificarsi una riconnessione magnetica sul bordo anteriore della magnetosfera.
In questo caso, il FMI e la magnetosfera si fonderanno, collegando il campo magnetico terrestre con il sole. Questo pone le basi per uno degli eventi più impressionanti della natura: l'aurora.
Satelliti in pericolo
Man mano che il campo magnetico CME si collega a quello terrestre, le particelle ad alta energia vengono iniettate nella magnetosfera. A causa della pressione del vento solare, le linee del campo magnetico del Sole si piegheranno intorno alla Terra, spazzando dietro il nostro pianeta. Le particelle iniettate nel “lato giorno” verranno incanalate nelle regioni polari della Terra dove interagiscono con la nostra atmosfera, generando luce come aurore. Durante questo periodo, la cintura di Van Allen diventerà anche "super carica", creando una regione intorno alla Terra che potrebbe causare problemi agli astronauti non protetti e ai satelliti non schermati. Per ulteriori informazioni sui danni che possono essere causati agli astronauti e ai veicoli spaziali, controlla "Malattia da radiazioni, danno cellulare e aumento del rischio di cancro per missioni a lungo termine su Marte" e "Il nuovo transistor potrebbe causare un problema di radiazione nello spazio laterale.”
Come se le radiazioni della cintura di Van Allen non fossero sufficienti, i satelliti potevano soccombere alla minaccia di un'atmosfera in espansione. Come ti aspetteresti, come se il Sole colpisse la Terra con raggi X e CME, ci sarebbero inevitabilmente riscaldamento ed espansione globale dell'atmosfera, probabilmente invadendo le altitudini orbitali dei satelliti. Se lasciato deselezionato, un effetto di frenata aerodinamica sui satelliti potrebbe farli rallentare e scendere in quota. Aerobraking è stato ampiamente utilizzato come volo spaziale attrezzo rallentare l'astronave quando viene inserita in orbita attorno a un altro pianeta, ma ciò avrà un effetto negativo sui satelliti in orbita attorno alla Terra poiché qualsiasi rallentamento della velocità potrebbe far sì che rientri nell'atmosfera.
Sentiamo anche gli effetti sul terreno
Sebbene i satelliti siano in prima linea, se c'è un forte aumento delle particelle energetiche che entrano nell'atmosfera, potremmo avvertire anche gli effetti negativi quaggiù sulla Terra. A causa della generazione di raggi X di elettroni nella ionosfera, alcune forme di comunicazione possono diventare irregolari (o essere rimosse tutte insieme), ma non è tutto ciò che può accadere. Soprattutto nelle regioni ad alta latitudine, una grande corrente elettrica, nota come "elettrojet", può formarsi attraverso la ionosfera da queste particelle in arrivo. Con una corrente elettrica arriva un campo magnetico. A seconda dell'intensità della tempesta solare, le correnti possono essere indotte quaggiù sul terreno, probabilmente sovraccaricando le reti elettriche nazionali. Il 13 marzo 1989, sei milioni di persone hanno perso energia nella regione del Quebec, in Canada, dopo un enorme aumento dell'attività solare che ha provocato un aumento delle correnti indotte dal suolo. Il Quebec è rimasto paralizzato per nove ore mentre gli ingegneri hanno lavorato su una soluzione al problema.
Il nostro sole può produrre un bagliore assassino?
La risposta breve a questo è "no".
La risposta più lunga è un po 'più coinvolta. Mentre un bagliore solare proveniente dal nostro Sole, mirato direttamente a noi, potrebbe causare problemi secondari come danni ai satelliti e lesioni a astronauti e blackout non protetti, il bagliore stesso non è abbastanza potente da distruggere la Terra, certamente non nel 2012. Oserei dire, in il lontano futuro in cui il Sole inizia a rimanere senza carburante e si gonfia in un gigante rosso, potrebbe essere una brutta era per la vita sulla Terra, ma abbiamo ancora qualche miliardo di anni per aspettare che ciò accada. Potrebbe anche esserci la possibilità che vengano lanciati diversi razzi di classe X e per pura sfortuna potremmo essere colpiti da una serie di CME e esplosioni di raggi X, ma nessuno sarà potente per superare la nostra magnetosfera, ionosfera e atmosfera spessa sottostanti.
Chiarori solari "killer" avere stato osservato su altre stelle. Nel 2006, l'osservatorio Swift della NASA ha visto il più grande bagliore stellare mai osservato a 135 anni luce di distanza. Si stima che abbia scatenato un'energia di 50 milioni trilioni di bombe atomiche, il II bagliore di Pegasi avrebbe spazzato via la maggior parte della vita sulla Terra se il nostro Sole avesse emesso raggi X da un bagliore di quell'energia contro di noi. Tuttavia, il nostro Sole non è II Pegasi. II Pegasi è una violenta stella gigante rossa con un partner binario in un'orbita molto stretta. Si ritiene che l'interazione gravitazionale con il suo partner binario e il fatto che II Pegasi sia un gigante rosso sia la causa principale dietro questo evento di bagliore energetico.
I profeti del giudizio indicano il Sole come una possibile fonte di assassini della Terra, ma resta il fatto che il nostro Sole è una stella molto stabile. Non ha un partner binario (come II Pegasi), ha un ciclo prevedibile (di circa 11 anni) e non ci sono prove che il nostro Sole abbia contribuito a qualsiasi evento di estinzione di massa in passato attraverso un enorme bagliore diretto dalla Terra. Sono stati osservati bagliori solari molto grandi (come il bagliore di luce bianca Carrington del 1859) ... ma siamo ancora qui.
In una svolta ulteriore, i fisici solari sono sorpresi dal mancanza dell'attività solare all'inizio di questo 24 ° ciclo solare, portando alcuni scienziati a ipotizzare che potremmo essere sull'orlo di un altro minimo di Maunder e "Piccola era glaciale". Ciò è in netto contrasto con la previsione del fisico solare della NASA del 2006 secondo cui questo ciclo sarà un "doozy".
Questo mi porta a concludere che abbiamo ancora molta strada da fare per prevedere gli eventi di bagliori solari. Sebbene le previsioni meteorologiche spaziali stiano migliorando, ci vorranno ancora alcuni anni prima che possiamo leggere il Sole in modo sufficientemente accurato da poter dire con certezza quanto sarà attivo un ciclo solare. Quindi, indipendentemente dalla profezia, dalla predizione o dal mito, non esiste alcun modo fisico per dire che la Terra sarà colpita qualunque bagliore, figuriamoci nel 2012, anche se un grande bagliore ci ha colpito, non sarà un evento di estinzione. Sì, i satelliti potrebbero essere danneggiati, causando problemi secondari come una perdita GPS (che potrebbe interrompere il controllo del traffico aereo, ad esempio) o le reti elettriche nazionali possono essere sopraffatte dagli elettrogetti aurorali, ma niente di più estremo di così.
Ma aspetta, per eludere questo problema, i profeti del giudizio ora ci dicono che un grande bagliore solare volere colpiscici proprio mentre il campo geomagnetico terrestre si indebolisce e si inverte, lasciandoci non protetti dalle devastazioni di un CME ... I motivi per cui questo non accadrà nel 2012 è degno del suo stesso articolo. Quindi, cerca il prossimo articolo del 2012 "2012: nessuna inversione geomagnetica“.
Principali crediti di immagini: MIT (simulazione di supernova), NASA / JPL (regione solare attiva in EUV). Effetti e editing: me stesso.
