Solstormer er viktige for dannelsen av aurora borealis, også kalt nordlyset, et av de mest fantastiske naturfenomenene. Denne vakre strålehendelsen oppstår når solvindpartikler akselerert av solstormer interagerer med Jordens magnetfelt og atmosfære.
Slik fungerer det:
Interaksjon med magnetfeltet
Når solpartiklene (for det meste protoner og elektroner) ankommer Jorden, følger de dens magnetfeltlinjer mot polene hvor det er mindre magnetisme og dermed kan trenge gjennom til atmosfæren.
Kollisjoner med atmosfæriske partikler
I polare områder kolliderer solioner med oksygen- eller nitrogenmolekyler som utgjør en del av Jordens atmosfæriske gasser. Disse kollisjonene resulterer i en eksitert tilstand for gassmolekyler, noe som betyr at noen elektroner i disse molekylene midlertidig kan endre seg til høyere energinivåer.
Utslipp av lys
Etter en kort stund, går de eksiterte elektronene i atmosfæriske molekyler tilbake til sitt opprinnelige energinivå og observerer lysutslipp. Avhengig av forskjellige typer gasser og høyden der kollisjonen fant sted; kan dette lyset være grønt, rødt, blått eller fiolett. Spesielt avgir oksygen hovedsakelig grønt-røde lys, mens nitrogen gir fra seg blåaktig-fiolett lys.
Visuell presentasjon
Det er på grunn av disse interaksjonene at det er en fantastisk lysvisning referert til som Aurora Borealis som skjer på nattehimmelen. Det skjer stort sett rundt polare områder på grunn av deres nærhet til magnetpolene, men noen ganger under intense solstormer; kan det fortsatt observeres selv i lavere breddegrader.
Dermed initierer en solstorm ikke bare auroraer, men påvirker også intensiteten deres samt regionen der de vises. Ved å observere solstormer er det mulig å forutsi når og hvor nøyaktig auroraer vil bli synlige.
Solstormer er intense romværforekomster som resulterer fra et komplekst samspill mellom solens overflate samt det omkringliggende plasma-miljøet (magnetfelt). De manifesterer seg i forskjellige former som utbrudd kjent som koronale masseutkastelser (CME) og rask solvind.
Det følgende viser hvordan hver av disse fenomenene bidrar til en solstorm:
Solutbrudd
Solutbrudd er plutselige, intense eksplosjoner på solens overflate som avgir store mengder elektromagnetisk stråling inkludert lys, radiobølger og røntgenstråler. Dette skjer når den magnetiske energien lagret i solens atmosfære plutselig frigjøres. Noen ganger kan disse utbruddene ta bare minutter til timer før de når jorden, og dermed forstyrre radiosystemer eller til og med forårsake direkte skade på satellittutstyr.
Koronale masseutbrudd (CME)
CME-er er massive skyer fylt med elektrisk ladede partikler som blir drevet ut i rommet av solen. De er i stand til å bære flere milliarder tonn koronalt materiale mens de reiser med flere hundre kilometer per sekund til flere tusen kilometer per sekund. Når de når Jorden, kan de føre til geomagnetiske stormer som skaper elektriske strømmer i Jordens atmosfære og på overflaten, noe som fører til sammenbrudd av kraftlinjer samt avbrudd i kommunikasjon og navigasjonssystemer.
Økt solvind og partikkelstrømmer
Solen slipper kontinuerlig ut elektrisk ladede partikler som kalles solvind ut i rommet. Med regelmessige endringer i deres tetthet eller hastighet, spesielt knyttet til CME-er, kan effektene på Jordens magnetfelt forsterkes, noe som kan forårsake mer geomagnetisk aktivitet.
Romværseffekter
Alle disse prosessene sammen kan påvirke Jordens ionosfære og magnetfelt, og dermed produsere flere romværseffekter som nordlys, forvrengninger av radiobølger, farer for astronauter i rommet og potensielle problemer for terrestriske kraftnett. Det er viktig å overvåke og forutsi solstormer slik at de kan ha minimal påvirkning.
Farlige solstormer
Solstormer resulterer i ulike utfall på jorden, hvorav noen er farlige, spesielt for moderne teknologi og infrastruktur. Derfor vil vi se hvordan solstormer kan påvirke oss.
Kommunikasjonssystemer eller navigasjon
Sterke solvind kan forstyrre radiokommunikasjon samt GPS-signaler. Dette er spesielt kritisk for luft- og sjøtransport når nøyaktig kommunikasjon og navigasjon er avgjørende for sikkerhet.
Satellitter
Solaktivitet kan øke volumet av atmosfæren rundt Jorden, noe som øker draget på satellitter i lav jordbane og får dem til å endre bane eller til og med brenne opp ved gjeninntreden i atmosfæren. I tillegg kan solvind skade elektronikk og solceller på satellitter.
Kraftnett
Den mest alvorlige mulige konsekvensen av en solstorm er dens innvirkning på kraftnett. En kombinasjon av Jordens magnetfelt med solpartikler, kalt geomagnetiske stormer, kan indusere strøm i storskala kraftnett, noe som resulterer i transformatoroverbelastninger og langvarige strømbrudd.
Stråling
Ved høye breddegrader, der astronauter oppholder seg under flyvninger, er det økt stråling på grunn av solaktivitet, noe som ytterligere øker risikoen for stråleeksponering og krever spesielle tiltak for å beskytte dem som utsettes for slike forhold.
Skader forårsaket av romvær
Selv om de er visuelt imponerende, kan auroraer også indikere en geofysisk solid hendelse forårsaket av solstormer.
Selv om ekstreme solstormer ikke skjer ofte nok, holder forskere og ingeniører fortsatt oversikt over aktivitetene til vår solfylte nabo slik at de kan forutsi risikoer på forhånd og redusere dem hvis det skjer i det hele tatt.
For eksempel har NOAA's Space Weather Service tidlig varsling-systemer rettet mot å forberede folk på innkommende solstormer.
Det har allerede vært noen betydelige hendelser knyttet til konsekvenser av romværfenomener som påvirker jorden, inkludert skadet infrastruktur og teknologi. Her er noen få:
Quebec, Canada i 1989
Den mest kjente hendelsen av solstormskader skjedde 13. mars 1989 da en kraftig solstorm forårsaket en geomagnetisk storm på jorden. Som et resultat forårsaket det enorme strømmer ved Hydro-Québec vannkraftverk i Canada som førte til alvorlige strømbrudd. I ni timer var mer enn seks millioner mennesker uten strøm.
Sverige i 2003
Under en av de største solstormene som noen gang er registrert – Halloween-stormene på grunn av deres forekomst i oktober 2003 – opplevde svenske kraftnett alvorlige problemer med transformatorer som førte til strømbrudd og problemer med nettoverføring.
Skader på satellitter
Noen satellitter har blitt ødelagt eller sviktet på grunn av en økning i solaktivitet over tid. Slike skader inkluderer kommunikasjonsbrudd samt kortslutninger og elektroniske skader forårsaket av ladede partikler i rommet.
Innflytelse på lufttransport
Dessuten kan disse hendelsene påvirke flyprosesser, spesielt for polarflyvninger som står overfor høyere nivåer av kosmisk stråling som gjør dem mer sårbare for kommunikasjons- og navigasjonsfeil.
Selv om slike hendelser er sjeldne, fremhever de nødvendigheten av å overvåke solens aktiviteter samt å ta nødvendige forholdsregler for vår kritiske infrastruktur, slik sett av ansvarlige interessenter på tvers av nasjoner som har som mål å redusere mulige fremtidige konsekvenser, og dermed gjøre strømnettene og tekniske systemer mer motstandsdyktige.
I 1859 var det den største solstormen som noen gang er registrert, kjent som Carrington-hendelsen. Denne svært sterke magnetiske stormen ble rapportert og navngitt av den britiske astronomen Richard Carrington som så enorme solutbrudd.