science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Burgerwetenschappers ontdekken cyclisch patroon van complexiteit in zonnestormen

Voorbeeldafbeeldingen met drie voorbeeld-CME's in gerangschikte volgorde van subjectieve complexiteit, oplopend van laag (afbeelding links) tot hoog (afbeelding rechts). Credit:NASA Heliospheric Imager-gegevens met dank aan RAL Space, beschikbaar gesteld door het UK Solar System Data Center

Burgerwetenschappers hebben ontdekt dat zonnestormen complexer worden naarmate de 11-jarige activiteitscyclus van de zon zijn maximum bereikt - een bevinding die voorspellers zou kunnen helpen voorspellen welke ruimteweergebeurtenissen potentieel verwoestende gevolgen kunnen hebben voor moderne technologieën op aarde.

'Bescherm onze planeet tegen zonnestormen', een onderzoeksproject gelanceerd door de Universiteit van Reading, de Science Museum Group en Zooniverse in mei 2018, vroeg vrijwilligers om paren afbeeldingen van coronale massa-ejecties (CME's) te evalueren en te beslissen welke visueel het meest complex leek.

Algemeen, het project rangschikte de complexiteit van 1100 waarnemingen van CME's gemaakt door de groothoek Heliospheric Imagers aan boord van NASA's dubbele STEREO-ruimtevaartuig. De resultaten zullen worden gepresenteerd op de RAS National Astronomy Meeting in Lancaster vandaag (dinsdag, 2 juli) en zal te zien zijn in de tentoonstelling The Sun, die opent in het Museum voor Wetenschap en Industrie, in Manchester, op 20 juli.

"Het STEREO-ruimtevaartuig legt beelden vast van zonnestormen terwijl ze uit de zon losbarsten. Sommige CME's zien er heel eenvoudig uit, zoals bubbels, terwijl andere veel complexer zijn, als verbrijzelde gloeilampen. Verrassend genoeg, we ontdekten dat de jaarlijkse gemiddelde complexiteitswaarden de zonneactiviteitscyclus volgen, ", zegt Shannon Jones van de Universiteit van Reading.

CME's zijn een belangrijke aanjager van gevaarlijk ruimteweer dat, indien gericht op de aarde, kan ernstige schade aan elektriciteitsnetten veroorzaken, satellietnavigatie- en communicatie-infrastructuur. Huidige voorspellingsmethoden, gebaseerd op de richting van het magnetische veld binnen zonnestormen, zijn pas echt effectief ongeveer een uur voordat de storm onze planeet bereikt. De complexiteit van een uitbarsting kan een geavanceerde waarschuwing geven over de waarschijnlijkheid van verstoring.

Plot dat de 'complexiteit' van CME laat zien, volgt zonneactiviteit. Bovenste panel:relatieve 'complexiteit' van elke CME in de ranglijst uitgezet tegen de tijd. Rode punten vertegenwoordigen STEREO-A-beelden, terwijl blauwe punten STEREO-B-beelden vertegenwoordigen. Jaargemiddelden zijn overgeplot voor STEREO-A (rode stippellijn) en STEREO-B (blauwe stippellijn) CME's. Krediet:Universiteit van Reading. Bodempaneel:Dagelijks totaal aantal zonnevlekken, gegevens van SILSO. Krediet:World Data Center SILSO, Koninklijke Sterrenwacht van België, Brussel.

"De meest schadelijke stormen hebben een magnetisch veld dat 180 graden verschoven is ten opzichte van dat van de aarde. Omdat complexe stormen een magnetisch veld hebben dat steeds van richting verandert, ze hebben meer kans om in deze afstemming te komen, in ieder geval voor een korte periode. Het verband tussen complexiteit en de zonnecyclus is belangrijk omdat er niet alleen meer stormen zijn tijdens het zonnemaximum, door hun variabiliteit is de kans groter dat ze een oriëntatie van het magnetisch veld bevatten die onze moderne technologieën kan beïnvloeden, " zei Chris Scott van de Universiteit van Reading, die de studie heeft bedacht.

Het Reading-team is nu gestart met een nieuwe fase van experimenten op Zooniverse, waar vrijwilligers de impact van helderheid op complexiteit zullen beoordelen, afwegen hoe complexiteit te kwantificeren, en bestudeer de verschillen in de STEREO A- en B-camera's.

"Onze resultaten laten zien dat stormen in de STEREO B-camera consequent als minder complex werden beoordeeld dan in STEREO A, en dat kan zijn omdat de twee camera's niet identiek zijn, " zei mevrouw Jones. "Omdat we weten hoe groot een object is, kan elke camera oplossen, dit zou een aanwijzing kunnen geven voor de grootte van structuren die mensen als complex interpreteren. De inbreng van de burgerwetenschapsvrijwilligers zal van onschatbare waarde zijn om ons te helpen de structuur van CME's in meer detail te begrijpen."

"Het was een genoegen om met Zooniverse en het University of Reading-team samen te werken, in navolging van een lange traditie van het betrekken van onze bezoekers bij onderzoek, via ons Live Science-programma, en ook in burgerwetenschap, met name Hooked On Music en onze Turing Sunflower-experimenten in het Science and Industry Museum, " zei Roger Highfield, Wetenschapsdirecteur van de Science Museum Group, waaronder het Wetenschapsmuseum, Wetenschap en Industriemuseum, Wetenschap en Media Museum, Nationaal Spoorwegmuseum en Locomotion.

De RAS National Astronomy Meeting vindt plaats op de Lancaster University tot 4 juli. The Sun opent in het Science and Industry Museum, Manchester, op 20 juli en loopt tot 5 januari 2020.