Solens overflade udstråler energi og udsender ofte masser af stærkt magnetiseret plasma til Jorden. Nogle gange er disse emissioner stærke nok til at bryde gennem magnetosfæren - det naturlige magnetiske skjold, der beskytter Jorden - og forårsager skade på satellitter eller elnet. Sådant rumvejr kan have katastrofale konsekvenser.
Astronomer har studeret Solens aktivitet i århundreder, i dag indtager computere en central plads i søgen efter en forståelse af Solens adfærd og dens rolle i rumvejrfænomener. Den todelte PROSWIFT-lov (Promoting Space Weather Research and Observations to Improve Tomorrow's Forecasting), vedtaget i oktober 2020, formaliserer behovet for at udvikle mere avancerede rumvejrprognoseværktøjer.
Rumvejr kan virke som et fjernt problem for mange, men vi indser måske ikke dets farer, før det er for sent. "Vi tænker ikke over det, men elektricitet, kommunikation, GPS og hverdagsgadgets kan blive påvirket af de ekstreme effekter af rumvejr," siger forskerne. Derudover planlægger USA missioner til andre planeter og månen. Alt dette kræver meget præcise forudsigelser af rumvejr - til at designe rumskibe og til at advare astronauter om ekstreme fænomener.
Turbulens spiller en nøglerolle i dynamikken i solvinden og koronale masseudslip. Dette komplekse fænomen har mange facetter, herunder rollen som chokbølgeinteraktion med turbulens og ionacceleration. Solplasmaet er ikke i termisk ligevægt. I en artikel til Astrophysical Journal beskrev forskerne den rolle, som reverse-fangende ioner spiller for at accelerere ladede partikler i universet. Returioner af interstellar eller lokal oprindelse fanges af solvindens magnetiserede plasma og bevæger sig radialt udad fra Solen.
Nogle ikke-termiske partikler kan accelereres yderligere for at skabe solenergipartikler, som er særligt vigtige for rumvejrforholdene på Jorden og for mennesker i rummet. Forskere udførte simuleringer for bedre at forstå dette fænomen og sammenligne det med observationer fra Voyager 1 og 2 rumfartøjer, som undersøgte heliosfærens ydre grænser og nu giver unikke data fra det lokale interstellare medium.
Et af hovedområderne for forudsigelse af rumvejr er den korrekte forudsigelse af udseendet af koronale masseudslyngninger - emissionen af plasma og det medfølgende magnetfelt fra solkoronaen - og bestemmelse af retningen af det magnetiske felt, som den bærer med sig. Dette er hjulpet af undersøgelser af den omvendte strøm af ioner, samt arbejde offentliggjort i Astrophysical Journal i 2020, som brugte en magnetohydrodynamisk model baseret på en magnetisk sele til at forudsige tidspunktet for ankomsten til Jorden og konfigurationen af det magnetiske felt af en koronal masseudstødning.
Også interessant: For første gang optog NASAs Solar Orbiter-sonde en video af en gigantisk plasmaudstødning fra Solens overflade
Solsonde Parker har et instrument – SWEAP – til at studere solvinden, elektroner, protoner og alfa. Med hver bane nærmer sonden sig Solen og giver ny information fra instrumentet om solvindens karakteristika. Snart vil den passere ud over det kritiske område, hvor solvinden bliver superhurtig og magnetosonisk, og vi vil have information om fysikken i dens acceleration og transport.
Efterhånden som sonden og andre nye observationsinstrumenter ankommer, forventer forskerne et væld af nye data, der kan informere og stimulere udviklingen af nye modeller til at forudsige rumvejr.
Læs også: