science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nieuw model voorspelt nauwkeurig schadelijk ruimteweer

Artistieke weergave van de Van Allen-stralingsgordels rond de aarde. De paarse, concentrische schalen vertegenwoordigen de binnenste en buitenste banden. Ze omringen de aarde volledig, maar zijn in deze afbeelding weggesneden om details te tonen. Krediet:NASA's Conceptual Image Lab/Walt Feimer

een nieuwe, Het eerste in zijn soort ruimteweermodel voorspelt op betrouwbare wijze ruimtestormen van hoogenergetische deeltjes die schadelijk zijn voor veel satellieten en ruimtevaartuigen die in de buitenste stralingsgordel van de aarde draaien. Een paper onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Ruimteweer beschrijft hoe het model nauwkeurig een waarschuwing van één dag kan geven voorafgaand aan een ruimtestorm van ultrasnelle elektronen, vaak aangeduid als "killer"-elektronen vanwege de schade die ze kunnen toebrengen aan ruimtevaartuigen zoals navigatie, communicatie, en weersatellieten. Dit is de eerste keer dat onderzoekers met succes die killer-elektronen hebben voorspeld in het hele buitenste gordelgebied.

"De groeiende afhankelijkheid van de samenleving van moderne technologische infrastructuren maakt ons bijzonder kwetsbaar voor bedreigingen door ruimteweer, " zei Yue Chen, een ruimtewetenschapper bij Los Alamos National Laboratory en hoofdauteur van de studie. "Als onze GPS of communicatiesatellieten uitvallen, het zou verstrekkend kunnen zijn, negatieve gevolgen voor alles, van vliegreizen tot banktransacties. Het is dus al heel lang een doel om het ruimteweer nauwkeurig te kunnen voorspellen. Dit model is een stevige stap om dat te kunnen doen."

Op de evenaar van de aarde, de buitenste stralingsgordel - ook wel de buitenste Van Allen-gordel genoemd - begint ongeveer 8, 000 mijl boven de aarde en eindigt voorbij 30, 000 mijl. Hoge-snelheid elektronen met hoge energie in deze gordel staan ​​bekend om hun hoge variabiliteit, vooral tijdens zonnestormen, wanneer nieuwe deeltjes van de zon de ruimteomgeving van de aarde binnendringen, waardoor ze extreem moeilijk te voorspellen zijn.

Dit model is gebaseerd op de unieke benadering van het verbinden van de punten tussen de killer-elektronenpopulatie en de metingen die zijn gedaan door een geosynchrone equatoriale baan van het Los Alamos National Laboratory. evenals een National Oceanic and Atmospheric Administration-satelliet in een lage baan om de aarde binnen een periode van 3,5 jaar. Door een correlatie vast te stellen tussen de elektronen en satellietmetingen in een lage baan om de aarde, Chen en zijn collega's waren in staat om de informatieve triggers te identificeren die nodig zijn voor voorspellingen en een betrouwbaar model te ontwikkelen om veranderingen van hoogenergetische elektronen in de buitenste gordel te voorspellen.

"We zijn erg enthousiast over het potentieel voor toekomstige verbeteringen aan dit model, " zei Chen. "Hoe meer onderzoek en verfijningen we doen, het grotere potentieel voor ons om betrouwbaardere voorspellingen te hebben met een langere waarschuwingstijd vóór de komst van nieuwe killer-elektronen."