Ny forskning bekräftar hur partiklar från rymden kan skickas slingrande ner i jordens atmosfär för att skapa norrsken, och fyller i en saknad del av hur detta fantastiska naturfenomen genereras. Terry Zaperach/NASA, CC BY-SA

2022 års solcykel 25 drar igång med stil. Vår sol har en aktivitetscykel och när den blir mer aktiv kommer det att bli fler iakttagelser av norrskenet (och söderskenet). Det är vad som händer i vinter.

Förutom att sända ut solljus har vår sol en expanderande atmosfär gjord av laddade partiklar och magnetfält. Denna höghastighetssolvind blåser över jorden, men jorden har sitt eget magnetfält (föreställ dig en stor stavmagnet med dess poler ungefär i linje med geografiska norr och söder) och detta kan avleda solvinden. Denna magnetiska barriär är svagast vid "stångmagnetens" poler så att vi tenderar att se norrsken på höga breddgrader. Ju större rymdväderstormen är, desto djupare laddade partiklar kan penetrera jordens magnetfält, så att norrskenet under intensiva händelser ses på lägre breddgrader.

Under 2022 har vi sett några spektakulära norrsken, naturligt ljus på himlen på fler platser än vad som är vanligt i Storbritannien. De UK Met-kontor spårar en koronal massutstötning (ett plötsligt släpp av energiladdade partiklar och magnetfält) som lämnade solen den 29 januari och anlände till jorden över natten den 1 februari så vi kan se några fina norrskensbilder i norra Skottland i början av februari.

Norrsken upptäcks också i norra England i vinter, vilket är ett tecken på ökande solaktivitet.


innerself prenumerera grafik


Varför händer detta nu?

Solflammor bryter ut från solens yta, och dessa expanderar utåt som koronala massutkast den där bär energi i både sina laddade partiklar och magnetfält. Om en koronal massutkastning kolliderar med jorden, interagerar den med jordens magnetfält och driver en geomagnetisk storm.

Jorden har ett ungefär dipolärt magnetfält, med en svans utsträckt av solvinden och med polerna nära de geografiska nord- och sydpolerna, och det är på dessa höga breddgrader som de laddade partiklarna kan resa för att nå jordens atmosfär enklare.

Laddade partiklar träffar den övre atmosfären (jonosfären) och får den att glöda, vilket skapar en vacker skärm, norrskenet eller norrskenet. Dessa är inte bara vackra skärmar, dessa extrema rymdväderhändelser kan påverka ett brett utbud av system, från strömförsörjning, flyg, satelliter och radiokommunikation.

Rymdväder

Dessa kan inducera oönskade strömmar i alla elnät, vilket kan orsaka skador och i extrema fall strömavbrott. Jonosfären är också störd, vilket påverkar kommunikationen, och längre ut i rymden, där den laddade partikelmiljön blir mer energifylld och kan skada satelliter.

Solen har en aktivitetscykel, under aktiva år är solflammor och koronala massutkastningar frekventa, medan de sällan inträffar under lugna år. Solcyklerna är i genomsnitt cirka 11 år långa men varierar faktiskt både i varaktighet och i aktivitetsnivå. Det är möjligt att spåra nivån på solaktiviteten genom att räkna solfläckar - mörka fläckar på solens yta som korrelerar med den troliga förekomsten av solflammor. De senaste åren har varit en period av låg aktivitet och solminimum - minimum i antal solfläckar - observerades i slutet av 2019.norrsken2 2 4 Solar klocka. Chapman et al, Geophysical Research Letters (2020), författaren förutsatt

Vi är nu den stigande fasen av den nya solcykeln av aktivitet eftersom antalet solfläckar som ses varje dag ökar stadigt. Vi kan också se en ökande aktivitet i solsken. Det finns tre kategorier av solflammor, mätt med deras röntgenstrålning: X-klass bloss är stora; de är stora händelser som kan utlösa radioavbrott på kontinental skala och strömavbrott i hela staden. M-klassbloss är medelstora; de kan orsaka korta radioavbrott som påverkar jordens polära områden. C-klassbloss är små med få märkbara konsekvenser här på jorden.

Den 9 oktober utbröt en solflöre av M-klass och skickade en koronal massutkastning som träffade jorden den 12 oktober, vilket utlöste en måttlig geomagnetisk storm. På November 3 och 4, såg vi den mest intensiva geomagnetiska stormen som drabbat jorden sedan september 2017.

Eftersom varje solcykel är unik både i varaktighet och aktivitetsnivå är det svårt att förutsäga hur aktiv nästa fas av den nya solcykeln kommer att vara. Nyligen kartlade forskning denna oregelbundna cykel i tid en enhetlig solcykelklocka, som visas i bilden ovan.

Vi kan läsa tillbaka från solklockan för att se var (eller när) vi befinner oss i solcykeln, samt hjälpa turister att planera deras nordiska semester för att se norrskenet, kan denna grafik också hjälpa elnätsoperatörer som behöver schemalägga kritiskt underhåll under perioder av tyst rymdväder.Avlyssningen

Om författaren

Sandra C Chapman, chef för Center for Fusion, Space and Astrophysics, University of Warwick

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

Böcker om miljön från Amazons lista över bästsäljare

"Tyst vår"

av Rachel Carson

Denna klassiska bok är ett landmärke i miljövårdens historia, och uppmärksammar de skadliga effekterna av bekämpningsmedel och deras inverkan på naturen. Carsons arbete bidrog till att inspirera den moderna miljörörelsen och är fortfarande relevant idag, när vi fortsätter att brottas med utmaningarna med miljöhälsa.

Klicka för mer info eller för att beställa

"The Uninhabitable Earth: Life After Warming"

av David Wallace-Wells

I den här boken ger David Wallace-Wells en skarp varning om de förödande effekterna av klimatförändringar och det akuta behovet av att ta itu med denna globala kris. Boken bygger på vetenskaplig forskning och verkliga exempel för att ge en nykter blick på framtiden vi står inför om vi misslyckas med att vidta åtgärder.

Klicka för mer info eller för att beställa

"Trädens dolda liv: vad de känner, hur de kommunicerar? Upptäckter från en hemlig värld"

av Peter Wohlleben

I den här boken utforskar Peter Wohlleben trädens fascinerande värld och deras roll i ekosystemet. Boken bygger på vetenskaplig forskning och Wohllebens egna erfarenheter som skogsbrukare för att ge insikter i de komplexa sätt som träd interagerar med varandra och med naturen.

Klicka för mer info eller för att beställa

"Vårt hus brinner: scener av en familj och en planet i kris"

av Greta Thunberg, Svante Thunberg och Malena Ernman

I den här boken ger klimataktivisten Greta Thunberg och hennes familj en personlig redogörelse för sin resa för att öka medvetenheten om det akuta behovet av att ta itu med klimatförändringarna. Boken ger en kraftfull och gripande redogörelse för de utmaningar vi står inför och behovet av handling.

Klicka för mer info eller för att beställa

"The Sixth Extinction: En onaturlig historia"

av Elizabeth Kolbert

I den här boken utforskar Elizabeth Kolbert den pågående massutrotningen av arter orsakade av mänsklig aktivitet, med utgångspunkt i vetenskaplig forskning och verkliga exempel för att ge en nykter titt på inverkan av mänsklig aktivitet på den naturliga världen. Boken erbjuder en övertygande uppmaning till handling för att skydda mångfalden av livet på jorden.

Klicka för mer info eller för att beställa