Solens overflate utstråler energi og sender ofte ut masser av sterkt magnetisert plasma til jorden. Noen ganger er disse utslippene sterke nok til å bryte gjennom magnetosfæren – det naturlige magnetiske skjoldet som beskytter jorden – og forårsaker skade på satellitter eller strømnett. Slikt romvær kan få katastrofale konsekvenser.
Astronomer har studert solens aktivitet i århundrer, i dag inntar datamaskiner en sentral plass i søket etter en forståelse av solens oppførsel og dens rolle i romværfenomener. Den todelte PROSWIFT-loven (Promoting Space Weather Research and Observations to Improve Tomorrow's Forecasting)-loven, vedtatt i oktober 2020, formaliserer behovet for å utvikle mer avanserte romværvarslingsverktøy.
Romvær kan virke som et fjernt problem for mange, men vi innser kanskje ikke farene før det er for sent. "Vi tenker ikke på det, men elektrisitet, kommunikasjon, GPS og hverdagslige dingser kan bli påvirket av de ekstreme effektene av romvær," sier forskerne. I tillegg planlegger USA oppdrag til andre planeter og månen. Alt dette krever svært nøyaktige prognoser for romvær – for å designe romskip og for å advare astronauter om ekstreme fenomener.
Turbulens spiller en nøkkelrolle i dynamikken til solvinden og koronale masseutkast. Dette komplekse fenomenet har mange fasetter, inkludert rollen som sjokkbølgeinteraksjon med turbulens og ioneakselerasjon. Solplasmaet er ikke i termisk likevekt. I en artikkel for Astrophysical Journal beskrev forskerne rollen til omvendt-fangende ioner i å akselerere ladede partikler i universet. Returioner av interstellar eller lokal opprinnelse fanges opp av det magnetiserte plasmaet til solvinden og beveger seg radielt utover fra solen.
Noen ikke-termiske partikler kan akselereres ytterligere for å lage solenergipartikler, som er spesielt viktige for romværforhold på jorden og for mennesker i verdensrommet. Forskere utførte simuleringer for å bedre forstå dette fenomenet og sammenligne det med observasjoner fra romfartøyene Voyager 1 og 2, som undersøkte de ytre grensene til heliosfæren og nå gir unike data fra det lokale interstellare mediet.
Et av hovedområdene for å forutsi romvær er riktig forutsigelse av utseendet til koronale masseutkast - utslippet av plasma og det medfølgende magnetfeltet fra solkoronaen - og å bestemme retningen til magnetfeltet som den bærer med seg. Dette er hjulpet av studier av den omvendte strømmen av ioner, samt arbeid publisert i Astrophysical Journal i 2020, som brukte en magnetohydrodynamisk modell basert på en magnetisk sele for å forutsi tidspunktet for ankomst til jorden og konfigurasjonen av magnetfeltet til en koronal masseutkast.
Også interessant: For første gang tok NASAs Solar Orbiter-sonde en video av et gigantisk plasmautkast fra solens overflate
Solsonde Parker har et instrument – SWEAP – for å studere solvinden, elektroner, protoner og alfa. Med hver bane nærmer sonden seg Solen, og gir ny informasjon fra instrumentet om egenskapene til solvinden. Snart vil den passere forbi det kritiske området, der solvinden vil bli superrask og magnetosonisk, og vi vil ha informasjon om fysikken til dens akselerasjon og transport.
Når sonden og andre nye observasjonsinstrumenter kommer, forventer forskerne et vell av nye data som kan informere og stimulere utviklingen av nye modeller for å forutsi romvær.
Les også: