Hvad er protuberanser?

Et soludbrud er dybest set en gigantisk eksplosion på vores sols overflade, som opstår, når magnetiske feltlinjer fra solpletter filtres og bryder ud. Et soludbrud er defineret som en pludselig, hurtig og intens variation i lysstyrke. Et soludbrud opstår, når magnetisk energi, der er opbygget i solatmosfæren, pludselig frigives. Materiale opvarmes til mange millioner grader på få minutter, og stråling udsendes over stort set hele det elektromagnetiske spektrum, fra radiobølger i den lange bølgelængdeende, over optisk emission til røntgen- og gammastråler i den korte bølgelængdeende. Mængden af frigivet energi svarer til, at millioner af atombomber eksploderer på samme tid! Soludbrud forekommer ofte, når Solen er aktiv i årene omkring solmaksimum. Mange soludbrud kan forekomme på kun én dag i denne periode! Omkring solminimum kan soludbrud forekomme mindre end én gang om ugen. Store udbrud er sjældnere end mindre. Nogle (for det meste stærkere) soludbrud kan sende enorme skyer af solplasma ud i rummet, som vi kalder en koronal masseudstødning. Når en koronal masseudstødning ankommer til Jorden, kan det forårsage en geomagnetisk storm og intense nordlys.

Billede: Et spektakulært soludbrud som set af NASAs Solar Dynamics Observatory i 193 Ångström-bølgelængden.

Klassificering af soludbrud

Soludbrud er klassificeret som A, B, C, M eller X i henhold til topfluxen (i watt pr. kvadratmeter, W/m2) af 1 til 8 Ångströms røntgenstråler nær Jorden, målt med XRS-instrument ombord på GOES satellitten, som er i en geostationær bane over Stillehavet. Tabellen nedenfor viser de forskellige soludbrudsklasser:

Hver røntgenklasse er logaritmisk, hvor hver klasse er 10 gange stærkere end den foregående, og inden for hver kategori varierer den fra 1 til 9. For eksempel: B1 til B9, C1 til C9 osv. Oprindeligt var klasserne begrænset til C, M og X. Efterhånden som instrumenterne i de efterfølgende år blev mere følsomme, kunne der observeres mindre udbrud, som så blev mærket som A og B. På samme måde kunne Y og Z følge efter X, hvis der blev opdaget X10 eller stærkere udbrud, men disse er aldrig blevet brugt. I stedet fortsatte forskerne med X-klassen til mærkning af meget store udbrud (for eksempel X40 fra 4. november 2003 og ikke Y4)

A & B-klasse soludbrud

A & B-klassen er den laveste klasse af soludbrud. De er meget almindelige og ikke særlig interessante. Baggrundsfluxen (mængden af stråling, der udsendes, når der ikke er udbrud) er ofte i B-området under solmaksimum og i A-området under solminimum.

C-klasse soludbrud

C-klasse soludbrud er mindre soludbrud, der har ringe eller ingen effekt på Jorden. Kun C-klasse soludbrud, som er langvarige, kan producere en koronal masseudstødning, men de er normalt langsomme, svage og forårsager sjældent en betydelig geomagnetisk forstyrrelse her på Jorden. Baggrundsfluxen (mængden af stråling, der udsendes, når der ikke er udbrud) kan være i det lavere C-klasseområde, når en kompleks solpletregion optræder på den jordvendte solskive.

M-klasse soludbrud

M-klasse soludbrud er det, vi kalder de mellemstore soludbrud. De forårsager små (R1) til moderate (R2) radiosvigt på dagslyssiden af Jorden. Nogle eruptive M-klasse soludbrud kan også forårsage solstorme. Stærke, langvarige M-klasse soludbrud er sandsynlige kandidater til at starte en koronal masseudstødning. Hvis soludbruddet finder sted nær midten af den jordvendte solskive og sender en koronal masseudstødning mod vores planet, er der stor sandsynlighed for, at den resulterende geomagnetiske storm vil være stærk nok til nordlys på de mellemste breddegrader.

X-klasse soludbrud

X-klasse soludbrud er de største og stærkeste af dem alle. I gennemsnit forekommer soludbrud af denne størrelsesorden omkring 10 gange om året og er mere almindelige under solmaksimum end solminimum. Stærke til ekstreme (R3 til R5) radioafbrydelser forekommer på dagslyssiden af Jorden under soludbruddet. Hvis soludbruddet er eruptivt og finder sted nær midten af den jordvendte solskive, kan det forårsage en stærk og langvarig solstorm og frigive en betydelig koronal masseudstødning, der kan forårsage alvorlig (G4) til ekstrem (G5) geomagnetisk storm på Jorden.

Billede: Et soludbrud af X-klasse set af NASAs Solar Dynamics Observatory i 131 Ångström-bølgelængden.

Så hvad er der over X9? X-klassen fortsætter efter X9 i stedet for at få et nyt bogstav, og disse soludbrud omtales ofte som ''Super X-klasse'' soludbrud. Soludbrud, der når eller endda overgår X10-klassen, er dog meget sjældne og forekommer kun få gange i løbet af en solcyklus. Det er faktisk en god ting, at disse kraftige soludbrud ikke forekommer så ofte, da konsekvenserne på Jorden kan være alvorlige. De koronale masseudstødninger, som kan blive lanceret af sådanne soludbrud, er kendt for at kunne forårsage problemer med vores moderne teknologi som satellitter og elledninger.

En ting at bemærke med super X-klasse soludbrud er, at et X20 soludbrud ikke er 10 gange så stærkt som et X10 soludbrud. Et X10-soludbrud er lig med en røntgenstråleflux på 0,001 Watt/m2, mens et X20-soludbrud svarer til 0,002 Watt/m2 i 1-8 Ångstrøm-bølgelængden.

Det største soludbrud, der nogensinde er registreret, siden satellitter begyndte at måle dem i 1976, blev anslået til at være et X40-soludbrud, som fandt sted den 4. november 2003 under solcyklus 23. Den lange XRS-kanal på GOES-12-satellitten var mættet ved X24,86 i 12 minutter på grund af den intense stråling. En senere analyse af de tilgængelige data gav en estimeret peak flux på X40, men der er forskere, der mener, at dette soludbrud var endnu stærkere end X40. En god ting for os var, at den solpletgruppe, der producerede dette soludbrud, allerede havde roteret en stor del af den jordvendte solskive, da X40-soludbruddet fandt sted. En ting at bemærke er, at der ikke har været et soludbrud, der mættede XRS-kanalerne siden den nye generation af GOES-satellitter, men det forventes, at det vil mætte ved omtrent de samme fluxniveauer.

Højfrekvente radioafbrydelser (HF) forårsaget af soludbrud

Udbrud af røntgenstråler og ekstrem ultraviolet stråling, som udsendes under soludbrud og kan forårsage problemer med højfrekvente (HF) radiotransmissioner på den solbeskinnede side af Jorden og er mest intense på steder, hvor Solen er direkte over hovedet. Det er for det meste højfrekvent (HF) (3-30 MHz) radiokommunikation, der påvirkes under sådanne hændelser, selvom fading og formindsket modtagelse kan smitte af på Very High Frequency (VHF) (30-300 MHz) og højere frekvenser.

Disse strømafbrydelser er et resultat af øgede elektrontætheder i den nedre ionosfære (D-lag) under et soludbrud, hvilket forårsager en stor stigning i mængden i radiobølgers energitab, når de passerer gennem dette lag. Denne proces forhindrer radiobølgerne i at nå de meget højere E-, F1- og F2-lag, hvor disse radiosignaler normalt brydes og reflekteres tilbage til Jorden.

Radioafbrydelser forårsaget af soludbrud er de mest almindelige rumvejrhændelser, der påvirker Jorden, og også de hurtigste, der påvirker os. Mindre begivenheder forekommer omkring 2000 gange hver solcyklus. Den elektromagnetiske emission, der produceres under udbrud, rejser med lysets hastighed, og det tager lidt over 8 minutter at rejse fra Solen til Jorden. Denne type radioblænding kan vare fra flere minutter til flere timer afhængigt af varigheden af soludbruddet. Hvor alvorligt et radioudfald er afhænger af styrken af soludbruddet.

Den højeste berørte frekvens (HAF) under en røntgenradio-blackout under lokal middag er baseret på den aktuelle røntgenfluxværdi mellem 1-8 Ångström. Den højeste påvirkede frekvens (HAF) kan udledes af en formel. Nedenfor finder du en tabel, hvor du kan se, hvad den højeste berørte frekvens (HAF) er under en specifik røntgenflux.

R-skala

NOAA bruger et fem-niveau system kaldet R-skalaen, til at indikere sværhedsgraden af en røntgen-relateret radio-blackout. Denne skala spænder fra R1 for en mindre radio-blackout begivenhed til R5 for en ekstrem radio-blackout begivenhed, hvor R1 er det laveste niveau og R5 er det højeste niveau. Hvert R-niveau har en vis røntgenlysstyrke forbundet med sig. Dette spænder fra R1 for en røntgenstrøm på M1 til R5 for en røntgenstrøm på X20. På Twitter giver vi advarsler, så snart en vis radio-blackoutgrænse er nået. Fordi hvert blackout-niveau repræsenterer en vis GOES røntgenlysstyrke, kan du forbinde disse advarsler direkte med en soludbrud, der opstår i det øjeblik. Vi kan definere følgende radio-blackoutklasser:

Billedet nedenfor viser virkningerne af et X1 (R3-stærkt) soludbrud på den solbelyste side af Jorden. Vi kan se, at den højeste berørte frekvens (HAF) er omkring 25 MHz der, hvor solen er direkte over hovedet. Radiofrekvenser lavere end HAF lider et endnu større tab.

Billede: NOAA SWPC - D Region Absorptionsprodukt. D-regions absorptionsforudsigelsesmodellen bruges som en guide til at forstå den højfrekvente (HF) radioforringelse og kommunikationsafbrydelser, som dette kan forårsage.

<< Gå til forrige side