Saules uzliesmojums — kas tas ir, cēloņi un ietekme uz Zemi

Saules uzliesmojums jeb Saules lēktenis ir pēkšņs un intensīvs spilgtuma pieaugums Saules atmosfērā virs Saules virsmas. Tas ir milzīgs enerģijas izplūdums — dažreiz sasniedzot līdz 6 × 10²⁵ džoulu enerģijas, kas ir aptuveni sestā daļa no kopējās enerģijas, ko Saule izstaro katru sekundi (ekvivalents aptuveni 160 000 000 000 000 megatonu TNT). To reizēm salīdzina ar komētas Shoemaker-Levy 9 sadursmi ar Jupiteru. Saules uzliesmojuma laikā var notikt arī kolosāla vainagveida masas izmešana (CME), kad Saules vainagā tiek izsviesti lieli daudzumi plazmas, elektronu, jonu un atomu mākoņu, kas var ceļot kosmosā un sasniegt Zemi parasti dažu stundu līdz dienu vai divu laikā.

Kas notiek un kur tas rodas

Saules uzliesmojumi ietekmē visus Saules atmosfēras slāņus — fotosfēru, hromosfēru un vainagu. Tie radīja starojumu visā elektromagnētiskajā spektrā, no radioviļņiem līdz gamma stariem. Lielākā daļa enerģijas var nokrist frekvencēs, ko cilvēka acs neredz, tāpēc uzliesmojumus novēro ar speciāliem instrumentiem. Visbiežāk tie rodas aktīvajos reģionos ap saules plankumiem, kur magnētiskā lauka līnijas ir cieši sapītās vai spriegotas.

Cēloņi un mehānisms

Saules uzliesmojumi rodas, kad koronālajā magnētiskajā laukā notiek pēkšņa magnētiskās enerģijas atbrīvošanās. Šī atbrīvošanās var notikt caur magnētiskās rekonekcijas procesiem, kuros magnētiskās lauka līnijas pārkārtojas un atbrīvo uzkrāto enerģiju, sildot plazmu un paātrinot daļiņas. Daļa šīs enerģijas var tikt izstarota kā elektromagnētiskie viļņi (rentgeni, UV utt.), bet citi procesi var izraisīt koronālās masas izmešus (CME). Saistība starp katru konkrētu uzliesmojumu un CME ne vienmēr ir tieša, un zinātnieki turpina pētīt šo sakarību.

Klasifikācija un mērījumi

Saules uzliesmojumu intensitāti bieži klasificē pēc to rentgena plūsmas, ko mēra satelīti (piem., GOES). Biežāk izmantotā kategoriju sistēma ir A, B, C, M un X, kur:

• A–B–C — mazi un mēreni uzliesmojumi;
• M — vidēji spēcīgi, kas var radīt pamanāmas ietekmes;
• X — ļoti spēcīgi uzliesmojumi, kas var izraisīt nopietnas traucējumus Zemes tuvumā.

Precīzās robežas pēc GOES datiem: A (<1×10⁻⁸ W/m²), B (1×10⁻⁸–1×10⁻⁷), C (1×10⁻⁷–1×10⁻⁶), M (1×10⁻⁶–1×10⁻⁵), X (>1×10⁻⁵ W/m²). (Šīs klases dod aptuvenu priekšstatu par uzliesmojuma jaudu.)

Saules cikls un biežums

Saules uzliesmojumi parādās dažādos biežumos atkarībā no Saules aktivitātes 11 gadu ciklā (Saules cikla). Aktīvā periodā var būt vairāki uzliesmojumi dienā, kamēr klusākajos periodos — daži uzliesmojumi nedēļā. Lielie uzliesmojumi (X klases) ir retāki nekā mazie.

Ietekme uz Zemi

Saules uzliesmojumi un ar tiem saistītie CME var ietekmēt Zemi dažādos veidos:

• Jonosfēras ietekme: Rentgena un UV starojums var uzreiz (gaismas ātrumā — ~8 minūtēs) palielināt jonizāciju augšējos atmosfēras slāņos, izraisot radiosakaru un HF (augstfrekvences) signālu traucējumus, kā arī radaru darbības izmaiņas.
• Geomagnētiskās vētras: CME, kas izsaka lielu magnētisku plazmas vilni, var sasniegt Zemi parasti 1–3 dienu laikā (atkarīgs no ātruma) un izraisīt geomagnētiskas vētras. Tās var radīt zemes inducētās strāvas, kas bojā transformatorus un elektropārvades tīklus.
• Satelīti un kosmosa tehnika: paātrinātas daļiņas un izmaiņas plazmā var traucēt satelītu darbību, bojāt elektroniku, samazināt saules bateriju veiktspēju un ietekmēt GPS precizitāti.
• Starptautiskā aviācija un astronauti: lidojumiem polāros maršrutos un astronautiem var pieaugt radiācijas risks; dažkārt aviācijas maršruti tiek mainīti vai augstākas drošības prasības tiek piemērotas.
• Polārblāzmas (auroras): jaudīgas geomagnētiskās vētras rada iespaidīgas ziemeļblāzmas zemākos platumos nekā parasti.
• Infrastruktūras traucējumi: telekomunikācijas, radio sakari, elektroapgāde un žurnālu (pipeline) korozija var tikt ietekmēta.

Vēsture — Carrington notikums

Viens no pirmajiem dokumentētajiem saules uzliesmojumiem bija 1859. gadā, ko pirmo novēroja Ričards Kristofers Karingtons. Šis notikums (Carrington event) izraisīja plašas geomagnētiskas vētras: polārblāzmas redzamas ļoti zemos platumos un telegrāfa tīklos rastos traucējumiem un ugunsgrēkiem. Tas tiek uzskatīts par vienu no spēcīgākajiem vēsturiskajiem saules uzliesmojumiem, un tā ietekmi uz mūsdienu tehnoloģisko sabiedrību baidās atkārtoties.

Novērošana un brīdināšana

Saules uzliesmojumus un CME novēro ar dažādiem instrumentiem: rentgena un UV-satelīti (piemēram, GOES), koronas teleskopi, radioinstrumenti un zemes bāzes magnetometri. Jau tagad darbojas globālas uzraudzības sistēmas, kas brīdina par iespējamiem starojuma vai geomagnētiskās vētras riskiem, lai dotu laiku veikt aizsargpasākumus.

Aizsardzība un mazināšana

• Uzraudzība un prognozes — kosmosa laikapstākļu centru brīdinājumi.
• Satelītu un elektrotīklu aizsardzība — daļu sistēmu izslēgšana vai darbības režīma maiņa uz intensīvāku periodu.
• Inženiertehniski risinājumi — transformatoru aizsardzība, zemes inducēto strāvu ierobežošana, aparatūras stiprināšana radiācijas ietekmei.
• Darbinieku un astronautu drošība — lidojumu plānošanas izmaiņas un papildu aizsardzības procedūras kosmosā.

Kopsavilkums

Saules uzliesmojums ir spēcīgs Saules atmosfēras notikums, kas atbrīvo milzīgu enerģiju un var izstarot elektromagnētisko starojumu un izsviest koronālo masu (CME). Tās ietekme uz Zemi var būt tūlītēja (rentgena/UV starojuma dēļ) vai aizkavēta (CME ietekme pēc dienām), un var skart radiosakaru tīklus, satelītus, elektroapgādi un citus tehniskos sistēmas. Zinātne un tehnoloģijas turpina uzlabot novērošanu un brīdināšanas sistēmas, lai mazinātu riskus mūsdienu sabiedrībai.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir saules uzliesmojums?

J: Kā Saules uzliesmojums ietekmē atmosfēru?

J: Cik bieži notiek Saules uzliesmojumi?

J: Kurš bija pirmais cilvēks, kas novēroja Saules uzliesmojumu?

Vai zvaigžņu uzliesmojumi ir līdzīgi Saules uzliesmojumiem?

J: Vai ir iespējams, ka cilvēki šos notikumus redz savām acīm?

Meklēt pēc burta