Zonne wind, the stream of electrically charged particles emanating from the outer atmospheric layer corona of Sun, poses threat to life form and electrical technology based modern human society. Earth’s magnetic field provide protection against the incoming zonne- wind door ze af te buigen. Drastisch zonne- events like mass ejection of electrically charged plasma from the corona of Sun creates disturbances in the zonne- wind. Therefore, study of disturbances in the conditions of zonne- wind (called Tussenruimte weather) is an imperative. Coronal Mass Ejection (CMEs), also called ‘zonne- storms’ or ‘ruimte storms’ is associated with the zonne- radio bursts. Study of zonne- radio bursts in the radio observatories can give an idea about CMEs and solar wind conditions. The first statistical study (published recently) of 446 recorded type IV radio bursts observed in the last solar cycle 24 (each cycle refers to the change in Sun’s magnetic field every 11 years), have found that the majority of Long Duration Type IV Radio Zonne Bursts were accompanied by Coronal Mass Ejection (CMEs) and disturbances in the solar wind conditions.
Net zoals het weer op aarde wordt beïnvloed door verstoringen in de wind, ruimte weer' wordt beïnvloed door de verstoringen in de 'zonnewind'. Maar de gelijkenis eindigt hier. In tegenstelling tot de wind op aarde, die bestaat uit lucht die bestaat uit atmosferische gassen zoals stikstof, zuurstof enz., bestaat de zonnewind uit oververhit plasma dat bestaat uit elektrisch geladen deeltjes zoals elektronen, protonen, alfadeeltjes (heliumionen) en zware ionen die continu uit de aarde komen. atmosfeer van de zon in alle richtingen, inclusief in de richting van de aarde.
De zon is de ultieme energiebron voor het leven op aarde en wordt daarom in veel culturen gerespecteerd als gever van leven. Maar er is ook een andere kant. De zonnewind, de continue stroom elektrisch geladen deeltjes (namelijk plasma) afkomstig uit de zonneatmosfeer vormt een bedreiging voor het leven op aarde. Dankzij het magnetische veld van de aarde dat het grootste deel van de ioniserende zonnewind afbuigt (van de aarde) en de atmosfeer van de aarde die het grootste deel van de resterende straling absorbeert en zo bescherming biedt tegen de ioniserende straling. Maar er is meer aan de hand: naast een bedreiging voor de biologische levensvormen vormt zonnewind ook een bedreiging voor de door elektriciteit en technologie aangedreven moderne samenleving. De elektronische en computersystemen, elektriciteitsnetwerken, olie- en gaspijpleidingen, telecom, radiocommunicatie inclusief mobiele telefoonnetwerken, GPS, ruimte missies en programma's, satellietcommunicatie, internet enz. – dit alles kan mogelijk worden verstoord en tot stilstand worden gebracht door verstoringen in de zonnewind1. Vooral astronauten en ruimtevaartuigen lopen gevaar. Er waren in het verleden verschillende gevallen hiervan, bijvoorbeeld maart 1989 'Quebec Black-out'' in Canada veroorzaakt door enorme zonnevlammen had het elektriciteitsnet zwaar beschadigd. Ook enkele satellieten hadden schade geleden. Daarom is het noodzakelijk om de omstandigheden van de zonnewind in de buurt van de aarde in de gaten te houden - hoe de kenmerken zoals snelheid en dichtheid, magnetisch veld kracht en oriëntatie, en energetische deeltjesniveaus (dwz ruimte weer) zal een impact hebben op levensvormen en de moderne menselijke samenleving.
Net als 'weersvoorspelling' kan 'ruimte weer ook voorspeld? Wat bepaalt de zonnewind en de omstandigheden ervan in de omgeving van de aarde? Kunnen er ernstige veranderingen optreden? ruimte weer vooraf bekend zijn om preventieve maatregelen te nemen om de schadelijke gevolgen voor de aarde te minimaliseren? En waarom ontstaat überhaupt de zonnewind?
De zon is een bal van heet elektrisch geladen gas en heeft daarom geen duidelijk oppervlak. De fotosfeerlaag wordt behandeld als het oppervlak van de zon, omdat we dit met licht kunnen waarnemen. Lagen onder de fotosfeer naar binnen naar de kern zijn ondoorzichtig voor ons. De zonneatmosfeer bestaat uit lagen boven het fotosfeeroppervlak van de zon. Het is de transparante gasvormige halo die de zon omringt. Beter gezien vanaf de aarde tijdens de totale zonsverduistering, heeft de zonneatmosfeer vier lagen: chromosfeer, zonne-overgangsgebied, corona en heliosfeer.
Zonnewind wordt gevormd in corona, de tweede laag (van buitenaf) van de zonneatmosfeer. Corona is een laag zeer heet plasma. Terwijl de temperatuur van het oppervlak van de zon ongeveer 6000 K bedraagt, bedraagt de gemiddelde temperatuur van corona ongeveer 1-2 miljoen K. De zogenaamde ‘Coronal Heating Paradox’, het mechanisme en de processen van verwarming van corona en versnelling van de zonnewind tot zeer hoge snelheid en uitbreiding in interplanetair ruimte wordt nog niet goed begrepen, 2 hoewel onderzoekers in een recent artikel hebben geprobeerd dit op te lossen door middel van axion (het hypothetische elementaire deeltje van donkere materie) oorsprongsfotonen 3.
Af en toe wordt een enorme hoeveelheid heet plasma vanuit de corona naar de buitenste laag van de zonneatmosfeer (heliosfeer) uitgestoten. De massa-uitstoot van plasma uit de corona, ook wel Coronal Mass Ejections (CME's) genoemd, blijkt grote verstoringen te veroorzaken in de temperatuur, snelheid, dichtheid en zonnewind van de zonnewind. interplanetair magnetisch veld. Deze veroorzaken sterke magnetische stormen in het geomagnetische veld van de aarde 4. Uitbarsting van plasma uit corona omvat versnelling van elektronen en versnelling van geladen deeltjes genereert radiogolven. Als gevolg hiervan worden coronale massa-ejecties (CME's) ook geassocieerd met uitbarstingen van radiosignalen van de zon 5. daarom ruimte weerstudies zouden het onderzoek omvatten van de timing en intensiteit van massale uitstoot van plasma uit de corona in combinatie met de bijbehorende zonne-uitbarstingen, wat een type IV radio-uitbarsting is die lang duurt (meer dan 10 minuten).
Het optreden van radio-uitbarstingen in de eerdere zonnecycli (de periodieke cyclus van het magnetische veld van de zon om de 11 jaar) in verband met coronale massa-ejecties (CME's) is in het verleden bestudeerd.
Een recent statistisch onderzoek op lange termijn door Anshu Kumari et al. van Universiteit van Helsinki op radio-uitbarstingen waargenomen in de zonnecyclus 24, werpt verder licht op de associatie van radio-uitbarstingen van lange duur met bredere frequentie (genaamd type IV-uitbarstingen) met CME's. Het team ontdekte dat ongeveer 81% van de type IV-uitbarstingen werd gevolgd door coronale massa-ejecties (CME's). Ongeveer 19% van de type IV-bursts ging niet gepaard met CME's. Bovendien gaat slechts 2.2% van de CME's gepaard met radio-uitbarstingen van type IV 6.
Het stapsgewijs begrijpen van de timing van type IV-uitbarstingen van lange duur en de CME's zal helpen bij het ontwerp en de timing van de huidige en toekomstige ruimte programma's dienovereenkomstig, om de impact hiervan op dergelijke missies en uiteindelijk op de levensvormen en de beschaving op aarde te verminderen.
***
Referenties:
- White SM., zd. Zonne-radio-uitbarstingen en Tussenruimte Weer. Universiteit van Maryland. Online verkrijgbaar op https://www.nrao.edu/astrores/gbsrbs/Pubs/AJP_07.pdf Betreden op 29 Jamaury 2021.
- Aschwanden MJ et al 2007. De coronale verwarmingsparadox. The Astrophysical Journal, Volume 659, Nummer 2. DOI: https://doi.org/10.1086/513070
- Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Oplossing van het coronale verwarmingsprobleem door middel van fotonen met axionoorsprong. Physics of the Dark Universe Volume 31, januari 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746
- Verma PL., et al 2014. Coronale massa-ejecties en verstoringen in plasmaparameters van zonnewind in relatie tot geomagnetische stormen. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060
- Gopalswamy N., 2011. Coronale massa-ejecties en zonne-radio-emissies. CDAW-datacentrum NASA. Online verkrijgbaar bij https://cdaw.gsfc.nasa.gov/publications/gopal/gopal2011PlaneRadioEmi_book.pdf Betreden op 29 januari 2021.
- Kumari A., Morosan DE., en Kilpua EKJ., 2021. Over het optreden van type IV zonne-radio-uitbarstingen in zonnecyclus 24 en hun associatie met coronale massa-ejecties. Gepubliceerd op 11 januari 2021. The Astrophysical Journal, Volume 906, Number 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc878
***
