התפרצות סולרית הגיעה לקצה מערכת השמש

נאס”א

צילום של השמש באורכי גל שונים

כתובת ישירה לדף זה:
https://www.hayadan.org.il/sunstorm0704.html

צי חלליות, המפוזרות לאורך מערכת השמש, סיפקו את המידע הכי מקיף על אופן התקדמותן של סערות סולריות במערכת השמש והקרינה, הנוצרת בהתפרצויות כאלה.

הסופות הסולריות מאוקטובר-נובמבר 2003, שזכו לכינוי “סופות האלווין”, זרקו לחלל מיליארדי טונות של גז מיונן (פלסמה). ההתפרצויות פגעו בכדור הארץ תוך כיום ועברו את מאדים שעות מספר מאוחר יותר. הדיווחים האחרונים על התקדמותן מגיעים משתי חלליות הוויאג'ר, הנמצאות בקצה מערכת השמש סמוך לאזור בלתי מוכר, בו נוצרות מערבולות ברוח הסולרית, כשזו מתנגשת בגז הקלוש בין הכוכבים.

החומר, שהועף לחלל בסערות הסולריות העצומות בסתיו שעבר, הגיע לכדור הארץ במהירות של שמונה מיליון קילומטר בשעה והמשיך במירוצו דרך חלליות בסביבת כדור הארץ, מאדים, צדק ושבתאי, לפני שהגיע לוויאג'ר. החומר, שהאט בינתיים למהירות ממוצעת של 1.5 מיליון קילומטר לשעה בעוברו את תחום ההליוספירה, הגיע לוויאג'ר 2 ב-28 לאפריל לאחר מסע של 11 מיליארד קילומטר מהשמש והמשיך לכיוון וויאג'ר 1, הנמצאת במרחק של כ-14.5 מיליארד קילומטר מהשמש.

סופות ההאלווין היו הסופות החזקות ביותר, שנמדדו אי פעם. הסופות שברו שיאים בעוצמת קרני הרנטגן שלהן, מהירות החומר שנזרק והטמפרטורה שלו בסביבות כדור הארץ. הסופות הללו מהוות כשליש מכל קרינת החלקיקים שפלטה השמש בעשור האחרון בתחום האנרגיה של 30-50 מא”ו, למרות שמחזור פעילות השמש עבר את שיאו זה מכבר.

ישנם לפחות שני סוגים של השפעות כתוצאה מסופות סולריות: קרינה וגלי הדף, המאיצים חלקיקים מיוננים. הקרינה נעה במהירות קרובה מאוד למהירות האור, ויש לה השפעה חשמלית רצינית על לווינים, על השכבה העליונה של אטמוספירת כדור הארץ הטעונה חשמלית (יונוספירה) ועל תקשורת רדיו לטווח רחוק. הקרינה נתגלתה במערכת השמש בתחום גלי הרדיו זמן קצר (או מספר שעות במקרה של קאסיני, הנמצאת בסמוך לשבתאי) לאחר התרחשות כל סופה. לגלי ההדף, המאיצים יונים למהירויות של מיליוני קילומטרים בשעה, לוקח זמן ארוך יותר להתפתח, אך הם נושאים את המהלומה החזקה ביותר, כאשר הם פוגעים בתחנות כוח ובחלקיקים אנרגטיים, הנלכדים בחגורות קרינת הואן-אלן של כדור הארץ. הסופות האחרונות יצרו חגורת קרינה חדשה ליד כדור הארץ, שהחזיקה מעמד כמה שבועות.

השפעת הסופות על כדור הארץ הייתה חזקה מספיק כדי לגרום לשינוי מסלולם של מטוסים, להשפיע על פעולתם של לווינים ולגרום להפסקת חשמל במלמוי, שוודיה. תקשורת רדיו לטווח ארוך הופרעה כתוצאה מהשפעות הסופות על היונוספירה, וזוהר צפוני נראו גם בקווי רוחב דרומיים כגון באזור פלורידה. למרבה המזל, הודות לתכנון והנדסה מתקדמים לווינים של נאס”א, הנמצאים קרוב לכדור הארץ, לא נפגעו קשות. האסטרונאוטים על סיפון תחנת החלל הבינלאומית (ISS) קיצצו בכמה מהפעילויות המתוכננות להם ותפסו מחסה ביחידת השירות הרוסית כמה פעמים במשך הסופות.

לא רק כדור הארץ חש בהשפעות הסופות – הן זעזעו את מערכת השמש הפנימית ממאדים עד לשבתאי. מתקן הניסוי MARIE (Mars Radiation Environment Experiment), הנמצא על סיפון חללית המארס אודיסי, יצא מכלל פעולה כתוצאה מהשפעת הקרינה במסלולו של מאדים. מתקן ה-MARIE מדד בהצלחה קרינה בחלל במטרה להעריך את הסיכונים לאסטרונאוטים במשימות עתידיות למאדים, לפני שהפסיק לעבוד בתקופה הסוערת בשמש ב-28 באוקטובר 2003. חללית היוליסס, הנמצאת ליד צדק, וחללית הקאסיני, הנמצאת ליד שבתאי, גילו שתיהן גלי רדיו, שמקורם בסופות מגנטיות, שנוצרו כאשר גלי ההדף פגעו בשדות המגנטיים הענקיים בסביבות כוכבי הלכת הענקיים.

“מדהים שגל ההדף הזה היה חזק מספיק כדי ליצור סופה מגנטית, שתגיע כה רחוק עד שבתאי, מרחק מהשמש גדול כמעט פי עשרה מזה של כדור הארץ,” אמר ד”ר אדוארד סטון מקלטק וממעבדת ההינע הסילוני של נאס”א.

גלי ההדף, שנוצרו על ידי סופות במערכת השמש הפנימית, לא רק האיצו אלקטרונים ופרוטונים לאנרגיות גבוהות, אלא גם לכדו את החלקיקים הללו בהליוספירה הפנימית. כתוצאה מכך עלו רמות הקרינה בכל האיזור מנוגה עד למאדים, והן ירדו בהדרגה רק לאחר תקופה של כמה שבועות. לאירוע כזה תהיינה השלכות משמעותיות על הדרישות להגנה על חוקרים, שיגיעו מעבר למגנטוספירה המגוננת של כדור הארץ (השדה המגנטי שלו) מקרינה.

“במהלך עשורים רבים, שיפורים בתחזיות מזג האוויר הצילו חיים ורכוש. חיזוי מזג החלל עדיין נמצא בשלבי התפתחות, אך זהו תחום הכרחי להגנה על תשתיות בחלל, אסטרונאוטים ומשימות רובוטיות,” אמר קרל וולז, אסטרונאוט ומנהל תוכנית “Advanced Concepts” ופרויקט פרומתיאוס במפקדות נאס”א בוושינגטון.

צי החלליות, המפוזר במערכת השמש, עוזר למדענים להרכיב תמונה מקיפה יותר של אופן התקדמותן של הפרעות במערכת השמש. המדענים אינם מבינים לעומק את הגורמים, הקובעים את התפתחות צורת גלי ההדף והשתנות מהירותם בכיוונים שונים. זמני ומהירויות ההגעה השונים של גלי ההדף לכדור הארץ ולמאדים מעלים את האפשרות, כי אין מדובר בתהליך פשוט. השדה המגנטי של השמש משפיע גם הוא על החיבוריות בין מקומות שונים במערכת השמש. הבנת תנועתם של גלי הדף מאיצי חלקיקים במערכת השמש תסייע לנו בהבנת וחיזוי השתנות רמות הקרינה במקומות שונים בחלל. החלליות הללו, המפוזרות בכל מערכת השמש, מספקות חלק מהמידע הראשון לגבי מסלולן של סערות ב”אוקיינוס” הבין-פלנטרי.

בחודשים הקרובים גלי ההדף יתנגשו בהליופוס – הגבול המוגדר של ההליוספירה, בו החומר הנפלט מהשמש נערם לאחר התנגשו ברוח הבין-כוכבית, שמגיעה מהתפוצצויות של כוכבים קרובים. ההתנגשות הזו עשויה להפיק אותות רדיו בתדירויות נמוכות במיוחד. גילוי האותות האלו יעניק לנו הבנה טובה יותר של גודלו המדויק של המרחב, הנמצא בתחומה של השמש. האנרגיה, שנושא החומר, תיתן לגז הבין-כוכבי דחיפה, שתזרוק אותו למרחק של 640 מיליון קילומטר, שפי ארבעה מהמרחק בין כדור הארץ והשמש.

תרגום: דיקלה אורן

כדור הארץ יצא בזול – התפרצויות השמש מלפני כמה חודשים ממשיכות להדהד ברחבי מערכת השמש

מאת וורן לירי, הארץ, חדשות וואלה!

התפרצות שמש, אוקטובר 2003. מיליארדי טונות של גז הועפו במהירות של יותר מ-8 מיליון קמ”ש

תצלום: אי-פי

גלי ההדף מהתפרצויות השמש שהתרחשו בסוף 2003 וגרמו לנזקים קלים מאוד בכדור הארץ נמצאים כעת קרוב לקצה מערכת השמש, ובדרכם גרמו להפרעות ולתופעות מפתיעות בכוכבי לכת אחרים. כך דיווחו מדענים ביום חמישי שעבר.

בהתפרצויות נפלטים מהשמש קרני רדיו, רנטגן וגמא וחלקיקים טעונים חשמלית בפרץ אדיר, המקביל להתפרצות של 10 מיליון הרי געש. באוקטובר ובנובמבר 2003 התרחשו יותר מעשר התפרצויות, בהן ההתפרצות החזקה ביותר שנמדדה עד היום.

“ההתפרצויות השתלבו זו בזו ויצרו גל אדיר בכל מערכת השמש”, הסביר ד”ר אריק כריסטיאן מהחטיבה לפיסיקה סולארית בנאס”א בשיחה עם עיתונאים. לדברי כריסטיאן ועמיתיו, עוצמת ההתפרצויות גרמה לכך שמיליארדי טונות של גז שוחררו לחלל במהירות של יותר משמונה מיליון קמ”ש. זאת המהירות הגבוהה ביותר שנמדדה אי פעם באזור השמש.

גלי ההדף שנוצרו בעקבות ההתפרצויות התמזגו ויצרו חזית אחת, המתקדמת לכיוון קצה מערכת השמש במהירות של 2.4 מיליון קמ”ש. “ככל שמתרחקים מהשמש, הגלים מתמזגים זה עם זה ונוצרת השפעה מצטברת”, אמר ד”ר אדוארד סטון מהמעבדה להנעה סילונית של נאס”א בפסדינה שבקליפורניה.

ההתפרצויות גרמו נזק קטן בלבד בכדור הארץ. אחת הסיבות לכך היא שגלי ההדף החזקים ביותר לא נעו לכיוון כדור הארץ. אף על פי כן, נגרמו הפרעות לפעילותם של כמה לוויינים; האסטרונאוטים בתחנת החלל הבינלאומית נאלצו למצוא מקלט זמני באזורים המוגנים יותר של התחנה; וחברות תעופה נאלצו לשנות מסלולי מטוסים שטסו בקרבת הקטבים.

גל ההתפרצויות המהדהד הגיע עד למאדים והמשיך משם הלאה לכוכבי לכת אחרים. אחד הגלים פגע במכשיר למדידת קרינה הנמצא בחללית אודיסאה, הסובבת סביב המאדים, אך החללית הספיקה לתעד כיצד הגל המתקדם קורע את שכבת האטמוספירה הדקה המקיפה את המאדים ומושך חלק ממנה אתו אל החלל. “חלק ניכר מהאטמוספירה העליונה הגיע לחלל”, אמר ד”ר תומאס זורבוכן מאוניברסיטת מישיגן באן ארבור. לדבריו, תופעה זו עשויה להסביר מדוע מאדים איבד חלק כה גדול מהאטמוספירה ומהמים שלו במהלך 3.5 מיליארד שנה.

ד”ר סטון אמר שכאשר הגל האחרון של ההתפרצויות נע לעבר קצה מערכת השמש, הוא יצר הפרעה בשדה המגנטי המקיף את צדק וגרם לפליטת כמות גדולה של גלי רדיו במשך שבוע, שנקלטה על ידי החללית יוליסס. החזית הנעה של ההתפרצויות גרמה לתופעה דומה כשהתקרבה לשבתאי, ובאפריל היא זוהתה על ידי החללית וויאג'ר 2, הנמצאת במרחק של 11 מיליארד קילומטר מהשמש. בהמשך חודש יולי צופים שגל ההתפרצויות יעבור סמוך לחללית וויאג'ר 1, המרוחקת כ-15 מיליארד קילומטר מהשמש.

התחזית היא שעד סוף השנה, או בתחילת השנה הבאה, הגל יגיע אל קצה מערכת השמש, מרחק של כחמישה מיליארד קילומטר מעבר לוויאג'ר 1. קצה מערכת השמש, המכונה הליוספירה, הוא הגבול בין האזור המושפע מקרינת השמש למקום שבו מתחיל החלל הבין-כוכבי.

לדברי ד”ר סטון, אסטרופיסיקאים צופים שהגל ידחוף באופן זמני את הגבול ההליוספרי למרחק של כמעט 650 מיליון קילומטרים. בתוך שנה-שנתיים ישוב הגבול למצבו הרגיל.

ההודעה לעיתונות מטעם נאס”א
ידען השמש

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~895719757~~~12&SiteName=hayadan