Kas ir Saules uzliesmojumi?

Saules uzliesmojums būtībā ir milzīgs sprādziens uz Saules virsmas, kas notiek, kad Saules plankumu magnētiskā lauka līnijas savijas un izceļas augstu virs Saules virsmas. Saules uzliesmojumu definē kā pēkšņu, strauju un intensīvu spilgtuma svārstību. Saules uzliesmojums rodas, kad Saules atmosfērā uzkrātā magnētiskā enerģija pēkšņi atbrīvojas. Materiāls dažu minūšu laikā sakarst līdz vairākiem miljoniem grādu, un tiek izstarots starojums praktiski visā elektromagnētiskajā spektrā, sākot no radioviļņiem garajā viļņu garumā, caur optisko starojumu līdz rentgena un gamma stariem īsajā viļņu garumā. Izdalītās enerģijas daudzums ir līdzvērtīgs miljoniem kodolbumbu sprādzienu vienā laikā! Saules uzliesmojumi ir bieža parādība, kad Saule ir aktīva (ap Saules maksimumu). Šajā periodā vienā dienā var norisināties pat vairāki spēcīgi uzliesmojumi! Ap Saules minimuma periodu Saules uzliesmojumi norisinās retāk nekā reizi nedēļā. Lieli uzliesmojumi norisinās vēl retāk. Daži (galvenokārt spēcīgāki) Saules uzliesmojumi var izšaut kosmosā milzīgus Saules plazmas mākoņus, ko mēs saucam par koronārās masas izvirdumu. Kad koronārās masas izvirdums sasniedz Zemi, tas var izraisīt ģeomagnētisko vētru un intensīvu polārblāzmu.

Attēls: Iespaidīgs Saules uzliesmojums, ko novērojusi "NASA" Saules dinamikas observatorija 193 Angstrēma viļņu garumā.

Saules uzliesmojumu klasifikācija

Saules uzliesmojumus klasificē kategorijās - A, B, C, M vai X atkarībā no 1-8 angstrimetru (W/m²) rentgena starojuma maksimālā plūsmas (vatos uz kvadrātmetru) pie Zemes, ko mēra ar "XRS" instrumentu uz "GOES" satelīta, kurš atrodas ģeostacionārā orbītā virs Klusā okeāna. Zemāk dotajā tabulā ir norādītas Saules uzliesmojumu klases:

Klase	W/m² starp 1 un 8 Angstrēmiem
A	<10-7
B	≥10-7 <10-6
C	≥10-6 <10-5
M	≥10-5 <10-4
X	≥10-4

Katra rentgenstarojuma klase ir logaritmiska, un katra klase ir 10 reizes spēcīgāka par iepriekšējo, un katrā kategorijā ir skaitliska vērtībā no 1 līdz 9. Piemēram: B1 līdz B9, C1 līdz C9 utt. Sākotnēji bija tikai C, M un X klases. Tā kā turpmākajos gados instrumenti kļuva jutīgāki un reģistrēja datus ar augstāku precizitāti, varēja novērot mazākas intensitātes uzliesmojumus, kurus pēc tam apzīmēja ar A un B klasi. Līdzīgi pēc X klases varēja sekot arī Y un Z klase, ja tika konstatēti X10 vai spēcīgāki uzliesmojumi, bet tie nekad netika izmantoti. Tā vietā zinātnieki turpināja lietot X klasi ļoti spēcīgu uzliesmojumu apzīmēšanai (piemēram, 2003. gada 4. novembra X40, nevis Y4).

A un B klases Saules uzliesmojumi

A un B ir zemākā Saules uzliesmojumu klase. Tās ir ļoti izplatītas un ne pārāk interesantas. Fona plūsma (starojuma daudzums, kas tiek izstarots, kad nav uzliesmojumu) Saules maksimuma laikā bieži vien ir B klasē, bet Saules minimuma laikā - A klasē.

C klases Saules uzliesmojumi

C klases Saules uzliesmojumi ir nelieli Saules uzliesmojumi, kas Zemi ietekmē ļoti maz vai nemaz. Tikai C klases Saules uzliesmojumi, kas ir ilgstoši, var radīt koronārās masas izvirdumus, bet tie parasti ir lēni, vāji un reti izraisa būtisku ģeomagnētisko aktivitāti uz Zemes. Fona plūsma (starojuma daudzums, kas tiek izstarots, kad nav uzliesmojumu) var būt zemākās C klases diapazonā, ja uz Zemes vērstajā Saules diskā atrodas komplekss Saules plankumu reģions.

M klases Saules uzliesmojumi

M klases Saules uzliesmojumus mēs saucam par vidēji spēcīgiem Saules uzliesmojumiem. Tie izraisa nelielus (R1) līdz mērenus (R2) radiouztrūkumus Zemes dienasgaismas pusē. Daži M klases uzliesmojumi ar koronārās masas izvirdumumiem var izraisīt arī Saules radiācijas vētras. Spēcīgi, ilgstoši M klases Saules uzliesmojumi ar augstu ticamību var izraisīt koronārās masas izvirdumu. Ja Saules uzliesmojums notiek tuvu pret Zemi vērstā Saules diska centram un palaiž koronārās masas izvirdumu uz mūsu planētu, pastāv liela varbūtība, ka tā rezultātā radusies ģeomagnētiskā vētra būs pietiekami spēcīga, lai vidējos platuma grādos novērotu polārblāzmu.

X klases Saules uzliesmojumi

X klases Saules uzliesmojumi ir vislielākie un spēcīgākie no visiem. Vidēji šāda lieluma Saules uzliesmojumi notiek aptuveni 10 reizes gadā, un tie ir biežāk sastopami Saules maksimuma nekā Saules minimuma laikā. Saules uzliesmojuma laikā Zemes dienasgaismas pusē notiek spēcīgi līdz ekstrēmi (R3 līdz R5) radiotraucējumi. Ja Saules uzliesmojums ir eruptīvs un notiek netālu no Saules diska centra, kas vērsts pret Zemi, tas var izraisīt spēcīgu un ilgstošu Saules radiācijas vētru un palaist ievērojamu koronārās masas izvirdumu, kas var izraisīt ļoti spēcīgu (G4) līdz ekstrēmu (G5) ģeomagnētisko vētru uz Zemes.

Attēls: X klases Saules uzliesmojums, skatā no "NASA" Saules dinamikas observatorija 131 Angstrēma viļņu garumā.

Kas ir virs X9? X klase turpinās pēc X9, taču vairs neiegūst jaunu burtu (šos saules uzliesmojumus bieži dēvē par "Super X klases" Saules uzliesmojumiem). Saules uzliesmojumi, kas sasniedz vai pat pārsniedz X10 klasi ir ļoti reti un sastopami (tikai dažas reizes Saules cikla laikā). Patiesībā ir labi, ka šādi spēcīgi Saules uzliesmojumi nenotiek tik bieži, jo to sekas uz Zemes varētu būt smagas. Ir zināms, ka koronārās masas izvirdumi, ko var izraisīt šādi saules uzliesmojumi, var radīt problēmas mūsu modernajām tehnoloģijām, piemēram, satelītiem un elektrolīnijām.

Viena lieta, kas jāņem vērā saistībā ar "super X klases" uzliesmojumiem, ir tā, ka X20 saules uzliesmojums nav 10 reizes spēcīgāks par X10 Saules uzliesmojumu. X10 Saules uzliesmojums ir vienāds ar rentgena staru plūsmu 0,001 W/m², bet X20 Saules uzliesmojums ir vienāds ar 0,002 W/m² 1-8 Ångstroma viļņu garumā.

Lielākais Saules uzliesmojums, kāds jebkad reģistrēts kopš 1976. gada, kad satelīti sāka mērīt Saules uzliesmojumus, tika novērtēts kā X40 saules uzliesmojums, kas norisinājās 2003.gada 4.novembrī, 23.Saules cikla laikā. "GOES-12" satelīta "XRS" garo viļņu kanāls 12 minūtes bija piesātināts ar X24,86, ko izraisīja intensīvais starojums. Vēlākā pieejamo datu analīzē tika iegūta aplēstā maksimālā plūsmas intensitāte X40, tomēr ir zinātnieki, kas uzskata, ka šis Saules uzliesmojums bija vēl spēcīgāks par X40. Labā ziņa mums bija tā, ka Saules plankumu grupa, kas izraisīja šo Saules uzliesmojumu, jau bija pagriezusi lielu daļu no uz Zemi vērstā saules diska, kad notika X40 Saules uzliesmojums. Jāatzīmē, ka kopš jaunās paaudzes "GOES" satelītu ieviešanas nav bijis Saules uzliesmojuma, kas būtu piesātinājis "XRS" kanālus, bet ir paredzams, ka tas piesātināsies ar aptuveni tādu pašu plūsmas līmeni.

Saules uzliesmojumu izraisīti augstfrekvences (HF) radioiztrūkumi

Rentgena un ultravioleto staru starojuma uzliesmojumi, kas tiek izstaroti Saules uzliesmojumu laikā un var radīt problēmas ar augstfrekvences (HF) radio pārraidēm Saules apspīdētajā Zemes pusē, un tie ir visintensīvākie vietās, kur Saule ir tieši virs galvas. Šādu notikumu laikā galvenokārt tiek ietekmēta augstfrekvences (HF) (3-30 MHz) radiosakaru sistēma, lai gan pavājināts signāls un vājāka uztveršana var izplatīties arī uz ļoti augstas frekvences (VHF) (30-300 MHz) un augstākām frekvencēm.

Šos aptumšojumus izraisa paaugstināts elektronu blīvums apakšējā jonosfērā (D-slānī) saules uzliesmojuma laikā, kas izraisa lielu radioviļņu enerģijas daudzuma palielināšanos, kad tie iziet cauri šim slānim. Šis process neļauj radioviļņiem sasniegt daudz augstākos E, F1 un F2 slāņus, kur šie radio signāli parasti laužas un atgriežas atpakaļ uz Zemi.

Saules uzliesmojumu izraisītie radioiztrūkumi ir visbiežāk sastopamie kosmosa laikapstākļi, kas ietekmē Zemi, un arī visātrāk ietekmē mūs. Katrā Saules ciklā nelieli notikumi notiek aptuveni 2000 reižu. Elektromagnētiskais starojums, kas rodas uzliesmojumu laikā, pārvietojas ar gaismas ātrumu, no Saules uz Zemi nokļūstot tikai nedaudz vairāk par 8 minūtēm. Atkarībā no Saules uzliesmojuma ilguma šāda veida radioiztrūkumi var ilgt no dažām minūtēm līdz vairākām stundām. Tas, cik spēcīgs ir radioiztrūkums, ir atkarīgs no Saules uzliesmojuma stipruma.

Visaugstākā ietekmētā frekvence (HAF) rentgenstaru radioiztrūkuma laikā vietējā pusdienlaikā ir balstīta uz pašreizējo rentgenstaru plūsmas vērtību starp 1-8 Angsrēmiem. Augstāko ietekmēto frekvenci (HAF) var noteikt pēc formulas. Zemāk ir tabula, kurā var redzēt, kāda ir visaugstākā ietekmētā frekvence (HAF) konkrētā rentgena starojuma plūsmas laikā.

"GOES" rentgena starojuma klase un plūsma	Visaugstākā ietekmētā frekvence
M1.0 (10-5)	15 MHz
M5.0 (5×10-5)	20 MHz
X1.0 (10-4)	25 MHz
X5.0 (5×10-4)	30 MHz

R skala

"NOAA" izmanto piecu līmeņu sistēmu, ko sauc par "R skalu", lai norādītu ar rentgena starojumu saistīta radioiztrūkuma nopietnību. Šī skala sākas no vērtības R1, kas apzīmē nelielu radioiztrūkumu, līdz R5, kas apzīmē ekstremālu radioiztrūkumu, kur R1 ir zemākais līmenis, bet R5 ir augstākais līmenis. Katram R līmenim ir noteikts rentgena staru spilgtums. Tas svārstās no R1, ja rentgenstaru plūsma ir M1, līdz R5, ja rentgenstaru plūsma ir X20. Izmantojot Twitter, mēs sniedzam brīdinājumus, tiklīdz ir sasniegts noteikts radioiztrūkuma slieksnis. Tā kā katrs iztrūkuma līmenis atbilst noteiktam "GOES" rentgena staru spilgtumam, šos brīdinājumus var tieši saistīt ar Saules uzliesmojumu, kas notiek tajā brīdī. Mēs varam definēt šādas radioiztrūkumu klases:

R skala	Apraksts	"GOES" rentgena staru robežvērtība pēc klases un plūsmas	Vidējais biežums
R1	Neliela	M1 (10-5)	2000 ciklā (950 dienas ciklā)
R2	Mērena	M5 (5×10-5)	350 ciklā (300 dienas ciklā)
R3	Spēcīga	X1 (10-4)	175 ciklā (140 dienas ciklā)
R4	Ļoti spēcīga	X10 (10-3)	8 ciklā (8 dienas ciklā)
R5	Ekstrēma	X20 (2×10-3)	Mazāk par 1 reizi ciklā

Zemāk redzamajā attēlā parādīta X1 (R3 stipruma) Saules uzliesmojuma ietekme uz Saules apgaismoto Zemes pusi. Mēs redzam, ka visaugstākā ietekmētā frekvence (HAF) ir aptuveni 25 MHz tur, kur Saule ir tieši virs galvas. Radiofrekvences, kas ir zemākas par HAF, cieš vēl lielākus zaudējumus.

Attēls: "NOAA" "SWPC" - D reģiona absorbcijas produkts. D apgabala absorbcijas prognozēšanas modeli izmanto kā rokasgrāmatu, lai izprastu augstfrekvences (HF) radio degradāciju un sakaru pārtraukumus, ko tā var izraisīt.

<< Doties uz iepriekšējo lapu