Güneş radyasyonu fırtınası nedir?

Güneş patlamaları sonrasında sıklıkla meydana gelen bir güneş radyasyon fırtınası (ayrıca Güneş Proton Olayı veya SPE olarak da bilinir), protonların inanılmaz yüksek hızlarda fırlatıldığı zamanlarda oluşur; bazen bu hızlar birkaç 10.000 km/s'ye kadar çıkabilir. Bu radyasyon fırtınaları, Güneş-Dünya mesafesini 30 dakikadan az bir sürede geçebilir ve birkaç gün boyunca devam edebilir. Bu makalede, bir güneş radyasyon fırtınası nedir ve bizim üzerimizde ne gibi etkileri vardır açıklayacağız.

S ölçeği

NOAA, bir güneş radyasyon fırtınasının şiddetini belirtmek için S-ölçeği adı verilen beş seviyeli bir sistem kullanır. Bu ölçek S1'den S5'e kadar uzanır ve S1 en düşük seviye iken S5 en yüksek seviyedir. Her S-seviyesi, bir pfu (proton akı ünitesi) eşiği ile ilişkilendirilmiştir. Örneğin: S1 güneş radyasyon fırtınası seviyelerine, 10 MeV pfu sayısı jeosenkron uydu yüksekliklerinde 10 değerine ulaştığında ulaşılır. Bu ölçeğin aslında logaritmik olduğunu unutmayın. Bu, orta (S2) bir proton olayı, proton akısı 20 değil 100 pfu'ya ulaştığında gerçekleşir anlamına gelir! Güçlü (S3) bir güneş radyasyon fırtınası için 1000 pfu gereklidir. Bu S-ölçeğini web sitesinde sık sık kullanıyoruz, bu yüzden kendinizi bu ölçekle tanıştırmak akıllıca olacaktır. Aşağıdaki güneş radyasyon fırtınası sınıflarını tanımlayabiliriz:

Tehlikeler

Güneş radyasyon fırtınaları, Dünya'daki insanlar için tehlikeli değildir. Dünya'nın manyetik alanı ve atmosferi bizi bu fırtınalardan korur. Güçlü güneş radyasyon fırtınaları sırasında Dünya'da deneyimleyebileceğimiz bir etki, transpolar uçuşlarındaki insanların normalden daha yüksek bir doz radyasyon almaları riskinin artmasıdır. Bu radyasyon fırtınaları nedeniyle transpolar uçuşlar bazen yeniden yönlendirilir veya iptal edilir. Başka bir etki ise kutup bölgelerinde bazı iletişim sorunlarına neden olabilmesidir. Bu protonlar ayrıca astronotlar için bir radyasyon tehdidi oluşturur, özellikle uzay yürüyüşleri sırasında. Uzayda bulunan uydular da savunmasızdır: bu protonlar güneş paneli verimliliğini düşürür, yerleşik elektronik devreler arızalanabilir ve protonlar yıldız takip sistemlerinde gürültüye neden olabilir.

Kutup enlemlerinde, Yüksek Frekans (HF) radyo iletişimi sorunlu, hatta imkansız hale gelebilir. Hızlı hareket eden protonlar manyetosferi geçer ve manyetik alan hatlarını takip ederek kuzey ve güney kutupları yakınlarında atmosfere nüfuz eder. Bu protonlar D tabakasını iyonize eder ve bu işlem HF radyo dalgalarının normalde yansıyıp geri döndüğü çok daha yüksek E, F1 ve F2 tabakalarına ulaşmasına engel olur. Böyle radyo kesintilerine Kutup Kapı Emilimi (PCA) olayları denir ve günlerce sürebilir. Sonuç olarak, transpolar rotalar üzerinde neredeyse hiç HF radyo iletişimi mümkün olmaz. Polar Cap Absorption (PCA) olayının şiddetini tahmin etmek için S ölçeğini kullanabiliriz.

Aşağıdaki görüntü, güneş radyasyonu fırtınaları sırasında uyduların başına neler geldiğinin iyi bir örneğini göstermektedir. Soldan sağa, farklı SOHO araçlarından bazı görüntüler görebilirsiniz. Solda, güneş radyasyonu fırtınası olmadığında görüntülerin normalde nasıl olduğunu görebilirsiniz. Sağdaki görüntüde, ciddi bir S4 güneş radyasyonu fırtınası sırasında ne olduğunu görebilirsiniz. Kameranın sensörüne çarpan o kadar çok proton var ki, görüntüler üzerinde çok fazla gürültüye neden oluyor. Görüntüler neredeyse kullanılamaz hale geliyor.

Animated GIF (900kB)

Güneş radyasyon fırtınaları sırasında Gelişmiş Bileşim Keşif Aracı (ACE) ile yaşanan sorunlar

Bir güneş radyasyon fırtınası sırasında Gelişmiş Bileşim Keşif Aracı (ACE) uydusundan gelen bazı verilerin yanlış değerler kaydettiği ve kontamine olduğu mümkündür. Bu, SWEPAM aletinden gelen güneş rüzgarı parametreleriyle görülebilir. Güneş rüzgar hızı gerçekten olduğundan daha düşük olur ve yoğunluk 1 proton/santimetre kareden az olur. Güneş sistemi arası manyetik alan (IMF) ile ilgili veriler, güneş radyasyon fırtınası sırasında güvenilir kalmaya devam eder. Bu yanlış okumalar, güneş radyasyon fırtınası S2 seviyesine ulaştığında oluşabilir (orta derecede güneş radyasyon fırtınası) ve çoğu zaman koronal kütle atılımının varışını tespit etmeyi zorlaştırır. ACE'in yerini 2016 yılında alan DSCOVR uzay aracı bu sorunlara sahip değildir.

<< Önceki sayfaya git