Wetenschappers van het Skolkovo Instituut voor Wetenschap en Technologie (Skoltech), samen met internationale collega's, hebben een methode ontwikkeld om snelle coronale massa-ejecties te bestuderen, krachtige uitbarstingen van gemagnetiseerde materie uit de buitenste atmosfeer van de zon. De resultaten kunnen het begrip en de voorspelling van de meest extreme ruimteweergebeurtenissen en hun potentieel om sterke geomagnetische stormen te veroorzaken die de werking van technische systemen in de ruimte en op aarde rechtstreeks beïnvloeden, verbeteren. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift .

Coronale massa-ejecties behoren tot de meest energetische eruptieve verschijnselen in het zonnestelsel, en de belangrijkste bron van grote ruimteweergebeurtenissen. Enorme wolken plasma en magnetische flux worden vanuit de atmosfeer van de zon in de omringende ruimte uitgestoten met snelheden van 100 tot 3, 500 km/sec. Deze gigantische zonneplasmawolken en de bijbehorende krachtige schokgolven kunnen onze planeet in minder dan een dag bereiken, ernstige aardmagnetische stormen veroorzaken die een gevaar vormen voor astronauten en technologie in de ruimte en op aarde.

Een van de sterkste ruimteweergebeurtenissen vond plaats in 1859, toen een geïnduceerde geomagnetische storm het hele telegraafsysteem in Noord-Amerika en Europa deed instorten, het belangrijkste communicatiemiddel voor zakelijke en persoonlijke contacten in die tijd. Als een dergelijke gebeurtenis zich vandaag voordoet, moderne apparaten zijn op geen enkele manier beschermd. Een grote zonnestorm kan de elektriciteit uitschakelen, televisie-uitzendingen, het internet, en radiocommunicatie, leidend tot significante cascade-effecten op vele levensgebieden. In juli 2012 een uitbarsting van energie vergelijkbaar met de gebeurtenis in de 19e eeuw vond plaats op de zon, maar we hadden geluk, want deze uitbarstingen waren niet op de aarde gericht. Volgens sommige deskundigen de schade van zo'n extreme gebeurtenis kan oplopen tot enkele biljoenen dollars en het herstel van de infrastructuur en de economie kan tot 10 jaar duren. Dus, het begrijpen en voorspellen van de meest gevaarlijke extreme gebeurtenissen is van het grootste belang voor de bescherming van de samenleving en technologie tegen de wereldwijde gevaren van ruimteweer.

Het huidige onderzoek is het resultaat van een eerder werk van Dr. Alexander Ruzmaikin, een voormalig Ph.D. student van academicus Yakov Zeldovich en Dr. Joan Feynman, die belangrijke bijdragen heeft geleverd aan de studie van zon-aarde-interacties, de zonnewind en de impact ervan op de magnetosfeer van de aarde; zij is de jongere zus van Nobelprijswinnaar Richard Feynman. In de huidige studie, er werd aangetoond dat de sterkste en meest intense geomagnetische stormen worden veroorzaakt door snelle coronale massa-ejecties die in de interplanetaire ruimte interageren met andere coronale massa-ejecties. Dergelijke interplanetaire interacties tussen coronale massa-ejecties treden op wanneer ze in volgorde worden gelanceerd, de een na de ander, uit dezelfde actieve regio. Dit type uitstoot kan worden gekarakteriseerd met behulp van het concept van clusters die een verbeterde deeltjesversnelling genereren in vergelijking met de geïsoleerde plasmawolk. In het algemeen, de detectie van clusters heeft belangrijke toepassingen bij veel andere extreme geofysische gebeurtenissen zoals overstromingen en grote aardbevingen, maar ook op interdisciplinair gebied (hydrologie, telecommunicatie, financiën, en milieustudies).

"Het begrijpen van de kenmerken van extreme zonne-uitbarstingen en extreme ruimteweergebeurtenissen kan ons helpen de dynamiek en variabiliteit van de zon en de fysieke mechanismen achter deze gebeurtenissen beter te begrijpen, " zegt de eerste auteur van de studie, Dr. Jenny Marcela Rodríguez Gómez, onderzoekswetenschapper van het Skoltech Space Center.

Nu staan ​​we aan het begin van een nieuwe 11-jarige cyclus van zonneactiviteit, die, volgens de voorspellingen, zal niet erg sterk zijn. "Echter, dit betekent niet dat er geen extreme gebeurtenissen kunnen plaatsvinden, " zegt professor Astrid Veronig, co-auteur van de studie en directeur van het Kanzelhöhe Observatorium van de Universiteit van Graz. historisch, extreme ruimteweergebeurtenissen deden zich voor tijdens niet-zo-sterke cycli of tijdens de dalende fase van een cyclus. Op het hoogtepunt van de zonnecyclus, enorme hoeveelheden energie komen vrij in de vorm van talrijke zonnevlammen en coronale massa-ejecties. terwijl tijdens de dalende fase van een cyclus de energie zich ophoopt en kan worden vrijgegeven in enkele maar zeer krachtige gebeurtenissen.

"Daarom, onze moderne technologische samenleving moet dit serieus nemen, bestudeer extreme ruimteweergebeurtenissen, en begrijp ook alle subtiliteiten van de interacties tussen de zon en de aarde. En welke stormen ook mogen razen, we wensen iedereen goed weer in de ruimte, " zegt mede-auteur van het onderzoek Tatiana Podladchikova, assistent-professor aan het Skoltech Space Center.