Què són les flamarades solars?

Una flamarada solar és bàsicament una explosió gegant a la superfície del nostre Sol que es produeix quan s’enreden i entren en erupció les línies de camp magnètic de les taques solars. Un flamarada solar es defineix com una variació sobtada, ràpida i intensa de la brillantor. Una flamarada solar es produeix quan de sobte s’allibera energia magnètica que s’ha acumulat a l’atmosfera solar. El material s’escalfa a molts milions de graus en pocs minuts i la radiació s’emet a pràcticament tot l’espectre electromagnètic, des de les ones de ràdio a l’extrem de la longitud d’ona llarga, passant per l’emissió òptica als raigs X i els raigs gamma a l’extrem de la longitud d’ona curta. La quantitat d'energia alliberada equival a milions de bombes nuclears que exploten alhora. Les flamarades solars es produeixen sovint quan el Sol està actiu durant els anys al voltant del màxim solar. Moltes flamarades solars es poden produir en un sol dia durant aquest període. Al voltant del mínim solar, es poden produir brots solars menys d’una vegada a la setmana. Les flamarades grans són menys freqüents que les petites. Algunes flamarades solars (majoritàriament més fortes) poden llançar a l’espai enormes núvols de plasma solar que anomenem ejecció de massa coronal. Quan una expulsió de massa coronal arriba a la Terra, pot provocar una tempesta geomagnètica e intenses exhibicions aurorals.

Imatge: Una espectacular flamarada solar vista per l’Observatori de Dinàmica Solar de la NASA a la longitud d’ona de 193 Ångström.

La classificació de flamarades solars

Solar flares are classified as A, B, C, M or X according to the peak flux (in watts per square metre, W/m²) of 1 to 8 Ångströms X-rays near Earth, as measured by XRS instrument on-board the GOES satellite which is in a geostationary orbit over the Pacific Ocean. The table below shows us the different solar flare classes:

Each X-ray class is logarithmic, with each class being 10 times stronger than the previous one, and within each category ranging from 1 to 9. For example: B1 to B9, C1 to C9, etc. Originally the classes where limited to C, M and X. As instruments over the subsequent years became more sensitive, smaller flares could be observed which were than labeled as A and B. Similarly, Y and Z could follow X if X10 or stronger flares were detected, but these have never been used. Instead scientist continued the X-class for labeling very large flares (for example the X40 of November 4th 2003 and not Y4)

Flamarades solars de classe A i B

La classe A & B és la classe més baixa de flamarades solars. Són molt habituals i poc interessants. El flux de fons (quantitat de radiació emesa quan no hi ha flamarades) sovint es troba en el rang B durant el màxim solar i en el rang A durant el mínim solar.

Flamarades solars de classe C

C-class solar flares are minor solar flares that have little to no effect on Earth. Only C-class solar flares which are long in duration might produce a coronal mass ejection but they are usually slow, weak and rarely cause a significant geomagnetic disturbance here on Earth. The background flux (amount of radiation emitted when there are no flares) can be in the lower C-class range when a complex sunspot region inhabits the Earth-facing solar disk.

Flamarades solars de classe M

Les flamarades solars de classe M són el que anomenem flamarades solars mitjanes-llargues. Provoquen apagades de ràdio petites (R1) a moderades (R2) a la llum del dia de la Terra. Algunes flamarades solars eruptives de classe M també poden provocar tempestes de radiació solar. Les flamarades solars de classe M de llarga durada i fortes són probablement candidats a llançar una expulsió de massa coronal. Si la flamarada solar té lloc prop del centre del disc solar orientat a la Terra i llança una expulsió de massa coronal cap al nostre planeta, hi ha una alta probabilitat que la tempesta geomagnètica resultant sigui prou forta per produir una aurora a les latituds mitjanes.

Flamarades solars de classe X

Les flamarades solars de classe X són les més grans i fortes de totes. De mitjana, les flamarades solars d’aquesta magnitud es produeixen unes 10 vegades a l’any i són més freqüents durant el màxim solar que en el mínim solar. Es produeixen apagades de ràdio fortes a extremes (R3 a R5) a la llum del dia de la Terra durant la flamarada solar. Si la flamarada solar és eruptiva i té lloc a prop del centre del disc solar orientat a la Terra, pot provocar una tempesta de radiació solar forta i duradora i alliberar una important ejecció de massa coronal que pot causar una greu (G4) a extrema (G5) tempesta geomagnètica a la Terra.

Imatge: Una flamarada solar de classe X, tal com va veure l’Observatori de Dinàmica Solar de la NASA a la longitud d’ona de 131 Ångström.

Llavors, què hi ha per sobre de X9? La classe X continua després de la X9 en lloc d’obtenir una nova lletra, i aquestes flamarades solars sovint s’anomenen llums solars de “classe Super X”. Les flamarades solars que arriben o fins i tot superen la classe X10 són tan rares i es produeixen només unes quantes vegades durant un cicle solar. En realitat, és bo que aquestes potents flamarades solars no es produeixin tan sovint, ja que les conseqüències a la Terra poden ser greus. Se sap que les expulsions de massa coronal que poden ser llançades per aquestes llums solars poden causar problemes amb la nostra tecnologia moderna, com ara satèl·lits i línies elèctriques.

One thing to note with super X-class flares is that an X20 solar flare is not 10 times as strong as an X10 solar flare. An X10 solar flares equals an X-ray flux of 0.001 Watts/m² while an X20 solar flare equals 0.002 Watts/m² in the 1-8 Ångstrom wavelength.

The largest solar flare ever recorded since satellites started to measure them in 1976 was estimated to be an X40 solar flare which occurred on November 4th, 2003 during Solar Cycle 23. The XRS long channel on the GOES-12 satellite was saturated at X24.86 for 12 minutes by the intense radiation. A later analysis of the available data yield an estimated peak flux of X40 however there are scientists who think that this solar flare was even stronger than X40. A good thing for us was that the sunspot group which produced this solar flare had already rotated largely of the Earth-facing solar disk when the X40 solar flare occurred. A thing to note is that there has not been a solar flare that saturated the XRS channels since the new generation of GOES satellites but it is expected that it will saturate at about the same flux levels.

Apagades de ràdio d'alta freqüència (HF) causades per les llums solars

Les ràfegues de raigs X i radiació ultraviolada extrema que s’emeten durant els brots solars i poden causar problemes amb les transmissions de ràdio d’alta freqüència (HF) a la part il·luminada pel Sol a la Terra i són més intenses en llocs on el Sol està directament a sobre. La comunicació per ràdio d’alta freqüència (HF) (3-30 MHz) és la banda més afectada durant aquests esdeveniments, tot i que la recepció disminuïda poden arribar a la freqüència molt alta (VHF) (30-300 MHz) i a freqüències encara més altes.

These blackouts are a result of enhanced electron densities in the lower ionosphere (D-layer) during a solar flare which causes a large increase in the amount of energy radio waves lose when it passes through this layer. This process prevents the radio waves from reaching the much higher E, F1 and F2 layers where these radio signals normally refract and bounce back to Earth.

Els apagaments de ràdio causats per les erupcions solars són els esdeveniments meteorològics espacials més habituals que afecten la Terra i també els més ràpids que en poden afectar. Es produeixen esdeveniments menors aproximadament unes 2000 vegades en cada cicle solar. L’emissió electromagnètica produïda durant les flamarades viatja a la velocitat de la llum trigant poc més de 8 minuts en viatjar del Sol a la Terra. Aquest tipus d’apagades de ràdio poden durar de diversos minuts a diverses hores en funció de la durada de la flamarada solar. El grau de la apagada de la ràdio depèn de la força de la flamarada solar.

La freqüència més alta afectada (HAF en anglès) durant una apagada de ràdio de raigs X durant el migdia local es basa en el valor de flux de raigs X actual entre l’1 i el 8 Ångström. La freqüència més afectada (HAF) es pot obtenir mitjançant una fórmula. A continuació trobareu una taula on podeu veure quina és la freqüència més alta afectada (HAF) durant un flux de raigs X específic.

Escala R

NOAA utilitza un sistema de cinc nivells anomenada escala R, per indicar la gravetat d’una apagada de ràdio relacionat amb els raigs X. Aquesta escala va des de R1 per a un esdeveniment d’apagada de ràdio menor fins a R5 per a un esdeveniment d’apagada de ràdio extrema, sent R1 el nivell més baix i R5 el màxim nivell. Cada nivell R té una certa brillantor de raigs X associada. Això va des de R1 per a un flux de raigs X de M1 fins a R5 per a un flux de raigs X de X20. A Twitter proporcionem alertes tan aviat com s’hagi assolit un llindar d’apagada de la ràdio. Com que cada nivell d’apagada representa una certa brillantor de raigs X de GOES, podeu associar aquestes alertes directament a una flamarada solar que s'està produint en aquest moment. Podem definir les següents classes d’apagada de ràdio:

La següent imatge mostra els efectes d’una flamarada solar X1 (R3-forta) al costat il·luminat pel Sol de la Terra. Podem veure que la freqüència més alta afectada (HAF en anglès) és d’uns 25 MHz allà on el Sol està directament a sobre. Les freqüències de ràdio inferiors a les HAF sofreixen una pèrdua encara més gran.

Imatge: NOAA SWPC - Producte d’absorció de la regió D. El model de predicció d’absorció de la regió D s’utilitza com a guia per entendre la degradació de la ràdio d’alta freqüència (HF) i les interrupcions de la comunicació que poden causar.

<< Ves a la pàgina anterior