Solstorme

Grundbeskrivelse

Solen med en Coronam Mass Ejection. En sådan CME kan skabe en solstorm, som rammer Jorden. (NASA)

Undertiden udsender Solen store skyer af magnetiseret plasma; vi kalder disse for Coronal Mass Ejections eller CMEs. En CME slynges ud i solsystemet, fra Solen, i forskellige retninger. Hvis en CME hænder at være rettet mod Jorden kan vi opleve effekten af en mere eller mindre kraftig solstorm.

Jordens sammenstød med den magnetiserede gassky påvirker computere og andet elektrisk udstyr, el- og kommunikationsnetværk mv. En stor CME, som blev udsendt fra Solen den 9. marts 1989 gav anledning til en kraftig solstorm, der ramte Jorden 3 dage senere, den 12. marts. Det bevirkede bl.a. at man kunne se nordlys så langt sydpå som det sydlige USA og den canadiske provins Quebec var uden strøm i 9 timer.

Vi kan med vores nuværende viden og teknologi allerhøjest forudsige en solstorm med nogle få timers varsel. Der kommer jævnligt solstorme, men styrken og tidspunktet er ikke til at forudsige, før vi ser dem forlade Solen.

Uddybende beskrivelse

Udsendelse af en CME. Den røde skive i midten er en blænde mod direkte sollys, som overdøver den lysende udspyede gas. (NASA)

Solpletter og magnetisk aktivitet på Solen er meget nært korrelerede. Plasma i Solens atmosfære opvarmes kraftigt omkring solpletstrukturer, som er områder i Solens overflade med extremt høj magnetisk aktivitet.

Den kraftige opvarmning af plasmaet er et resultat af eksplosive processer i plasmaet, som omkonfigurerer magnetfelter, og dette kan i mere ekstreme tilfælde føre til afstødelsen af store mængder af plasma fra solatmosfæren, som på billedet til venstre. En sådan ekstra kraftig acceleration af plasma ud i solsystemet kaldes en Coronal Mass Ejection, en CME, og medfører en forøgelse af både solvindens hastighed og massetæthed -- deraf bl.a. navnet 'solstorm'.

Solvinden er der altid og sendes ud i alle retninger. Dens form og intensitet afhænger af solens magnetiske aktivitetsniveau. Typisk er den 'stille' og giver kun anledning til lidt nordlys og svage forstyrrelser af Jordens atmosfære. Solvinden 'blæser' stort set lige kraftig ud fra Solen i alle retninger, Men når en CME forkommer, skydes den i ud i en mere bestemt retning og giver anledning til en solstorm i et afgrænset område i rummet omkring solen.

En CME(Coronal Mass Ejection) skudt ud i retning mod Jorden forstyrrer Jordens magnetfelt

Hvis denne retning passer med Jordens omløbsbane, kan det ske at Jorden passerer igennem CMEen i sin bane omkring Solen. Hvis dette sker, vil CMEen forstyrre Jordens ydre magnetfelt (det hedder også Magnetosfæren når det er udenfor atmosfæren flere tusinde kilometer over Jordoverfladen), som illustreret på billedet til højre.

Effekten af en solstorm kan normalt inddeles i to, som begge har oprindelse i CMEen, men forskellige virkeområder. De forårsages af forskellige elementer af CMEen (plasmaskyen).

• Partiklerne: giver anledning til nordlys og kan lægge ladning på rumfartøjer og satellitter.
• Magnetfeltet (i gasskyen): kan skifte retning meget hurtigt, jo hurtigere solvinden 'blæser'.

Nordlys omkring de magnetiske poler skyldes, at partikler fra Solen trænger ind i Jordens atmosfære. Der forekommer nordlys meget hyppigere i perioder med høj aktivitet på Solen, hvor vi kan observere spektakulære nordlys, hvis solvinden tager til i styrke (ja, endog bliver til en regulær solstorm).

Billedet er taget fra én af NASAs rumfærger og viser, hvorledes nordlyset er koncenteret i ringformationer omkring de magnetiske poler. (NASA)

En tilstrækkeligt kraftig partikelstorm kan beskadige satellitter i høje kredsløb om Jorden, hvis de ikke er tilstrækkeligt godt afskærmet, og det følsomme elektroniske udstyr ikke er beskyttet. Til hverdag spiller det ikke nogen rolle, men i perioder, hvor Solen er meget magnetisk aktiv (som i 2013), kan det blive et problem.

Magnetfeltet, som bæres med i CMEen (plasma-skyen), kan skifte retning (polaritet) og styrke relativt hurtigt under en solstorm, og kollisionen med Jorden vil medføre pulseringer og forvrængning af Jordens ellers normalt statiske magnetosfære.

Derudover vil partikler afbøjes forskelligt omkring Jorden, afhængigt af deres ladning (minus eller plus). Den samlede effekt af alle disse processer er, at stærke og tidsvarierende elektriske strømme induceres i Jordens magnetosfære -- derfor også på Jordens overflade. Følgelig kan der også induceres kraftige fejlstrømme i store elektriske kredsløb, som for eksempel el-net, tele-net og forsyningsrørledninger (olie/gas).

Jacob Trier Frederiksen