2019'da uzayda hangi uzay çevre olayları oldu?Arama Alanı
Editörün Notu: "Geniş gökyüzünde ve gökyüzünde keşfedilmeyi bekleyen pek çok bilinmeyen gizem var." Bu amaçla, Çin Bilimler Akademisi'nin Sesi ve Çin Bilimler Akademisi ulus Uzay Bilimleri Merkezi Ortak Olarak "Uzay Çağıran" Bilimi Yaygınlaştırıyor kolon , herkes için ilginç hikayeler anlatın ve uzay bilimi ve havacılık ile ilgili bazı bilgileri tanıtın.
Layman'ın terimleriyle, uzay ortamı olarak da bilinen uzay ortamı, Güneş-Dünya uzayındaki insan yaşamını veya teknolojik sistemleri etkileyebilecek tüm maddi koşulların toplamıdır. Uzay ortamı, kara, okyanus ve atmosferden sonra insan varlığının dördüncü ortamıdır.
Uzay ortamında bahsi geçen uzay aralığı, genellikle yerdeki birkaç on kilometre yükseklikten güneşin yüzeyine kadar olan geniş kozmik alanı ve uzay ortamındaki felaket olaylarının meydana gelmesinin kaynağını ifade eder. ana güneşten. Güneş, patlayıcı faaliyetler ürettiğinde, güneş proton olayları, jeomanyetik fırtınalar ve yüksek enerjili elektron patlamaları gibi insan havacılık sistemleri, radyo bağlantı sistemleri, güç ve enerji üzerinde ciddi etkileri olabilecek bir dizi uzay felaketi olayına neden olabilir. sistemler.
2019 yılında, 24. güneş aktivite döngüsünün sonunda, güneş aktivite seviyesi düşüktür ve güneş patlamaları nadiren meydana gelir. Bununla birlikte, güneş koronal delikleri hala zaman zaman bazı jeomanyetik fırtınalara neden olur ve jeosenkron yörüngelerin yakınında meydana gelen yüksek enerjili elektron patlamaları asla yoktur. Bu yılki çalkantılı uzay ortamına bir göz atalım.
1. Alışılmadık derecede sessiz güneş
Güneş lekeleri, güneşin fotosferinin yüzeyindeki manyetik alanın yoğunlaştığı yerlerdir ve güneş yüzeyinde görülebilen en belirgin olgudur. Çıplak gözle güneş lekeleri, küçük noktalar gibi çevrelerinden daha koyu renklidir. Güneş lekeleri, güneş aktivitesinin önemli bir işareti ve güneş patlamalarının en önemli kaynağıdır. Güneş enerjisinin yoğun olduğu yıllarda olduğumuzda, Bay Sun'ın çilleri varmış gibi görünüyor ve genellikle yüzünde birçok güneş lekesi var. Ve güneş aktivitesinin düşük olduğu yıllarda olduğumuzda, güneşin yüzü beyazlatılmış kadar temizdir.
Şekil 1 Güneş aktivitesinin yüksek ve düşük yıllarında güneş
2019 yılında, 24./25. güneş aktivite döngüsünün dönüşümlü periyodu arasında, 24. güneş aktivite döngüsünün sonuna ulaşıldı ve yeni 25. güneş aktivite döngüsü başlamak üzere. Güneş lekesi sayısı tamamen dibe inmiştir. Aylık ortalaması Temmuz-Kasım'da 1'in altında, Şubat'ta bile 0'dır. Güneş radyasyonu seviyesini temsil eden güneş F10.7 endeksinin aylık ortalama değeri de tarihi düşük değere yakın olan 67sfu'ya düştü.
Şekil 224. ve 25. güneş aktivitesi döngülerinin Güneş lekesi sayıları
2019'daki güneş lekesi sayılarının yıllık ortalaması 2018'e göre %42 düşüşle 3,7 olurken, F10.7'nin yıllık ortalaması hafif bir düşüşle 69,7 oldu (bkz. Tablo 1).
Tablo 12017-2019'daki güneş aktivitesinin karşılaştırması
Güneş aktivitesi seviyesi azalmaya devam ettikçe, güneş üzerindeki güneş lekesi aktif bölgelerinin sayısı da azalmaktadır. büyük ölçüde Azalan, güneş lekesiz günler (yani güneşin yüzeyinde tek bir güneş lekesi yok) oluşmaya devam ediyor. Yıl boyunca güneşte görünen güneş lekesi aktivite alanlarının sayısı, 2018'e göre %35 düşüşle sadece 24'tü. 2019'da güneş lekesi olmayan 284 gün vardır ve yılın 3/4'ünden fazlasında güneş lekesi yoktur.
Daha az güneş lekesi, güneş patlamaları ve koronal kütle atılımları gibi daha az güneş patlaması anlamına gelir. 2019'da, tümü yılın ilk yarısında yoğunlaşan ve M sınıfı ve üstü olmayan yalnızca 32 C sınıfı işaret fişekleri vardı. üst İşaret fişekleri oluşturmayın. AR2740 ve AR2743 numaralı iki güneş lekesi aktif bölgesi, her biri 12 C sınıfı işaret fişeği üretti. 15 Mayıs'ta güneş lekesi aktif alanı olan AR2741'de son C2 sınıfı parlama patlak verdi ve ardından güneş ölü bir sessizliğe büründü ve C sınıfı parlama olmadı. Ayrıca 2019'da güneş protonu olayı gözlemlenmedi.
Şekil 32019'daki Güneş X-ışını akışı (parlamaları karakterize eden) ve güneş proton akışı (proton olaylarını karakterize eden)
Şekil 42019'daki güneş patlamalarının karşılaştırması
2. Jeomanyetik aktivitenin ara sıra parlak noktaları
Jeomanyetik fırtına, şiddetli bir küresel manyetik alan bozukluğu olgusudur. Manyetosfer, iyonosfer ve yüksek seviye Atmosfer gibi ortamdaki güçlü değişiklikler uzay aracı için çeşitli tehlikelere neden olacaktır. Alçak yörüngeli uzay aracı için, jeomanyetik fırtınaların neden olduğu atmosferik yoğunluktaki artış, uzay aracının normal yörüngesini değiştirecek ve uzay aracı yörünge belirleme ve yörünge tahmini hatasını artıracak olan atmosferik sönümde bir artışa yol açabilir.
İnsanlar jeomanyetik aktiviteyi tanımlamak için çeşitli indeksler kullanırlar, en yaygın olarak kullanılanlar arasında Ap, Kp, Dst indeksleri vb. bulunur ve bunlar arasında küresel jeomanyetik aktiviteyi ölçmek için Ap ve Kp indeksleri kullanılır.
2019'da, Dünya'nın manyetik alanındaki genel bozulma seviyesi çok zayıftı. Tablo 2'deki çoklu göstergelerden, jeomanyetik aktivite seviyesi 2018'e kıyasla önemli ölçüde düştü. Ocak-Aralık 2019 arasında, jeomanyetik Ap endeksinin aylık ortalaması sadece Eylül ayında 10'u aştı ve diğer aylarda 4 ile 9 arasında dalgalandı. Ap endeksinin yıllık ortalaması sadece 6,9'dur, bu da 2018'dekinden %11,5 daha düşüktür. Ap 15 olan gün sayısı sadece 22 gündür, bu da 2018'dekinden 16 gün daha azdır.
Tablo 22017-2019'daki jeomanyetik faaliyetlerin karşılaştırması
2019 yılında jeomanyetik fırtınaların seviyesi de nispeten zayıf.Jeomanyetik fırtınaların seviyesini gösteren Kp indeksinden, küçük jeomanyetik fırtınalı gün sayısı (Kp=5) 14 gün, orta fırtınalı gün sayısı (Kp=6) 2 gündür. , sadece 1 günde bir jeomanyetik fırtına (Kp=7) meydana geldi.
Tablo 32019'daki jeomanyetik fırtına günlerinin istatistikleri
Genel olarak, jeomanyetik fırtınaların kaynakları iki türe ayrılabilir: koronal kütle atımı (CME) ve koronal delik yüksek hızlı akış (CHH). Bunların arasında, CME'ler düzensiz ve yoğundur ve çoğunlukla yüksek güneş aktivitesi yıllarında üretilir, çoğu jeomanyetik fırtınayı tetikler ve bazen düşük güneş aktivitesi yıllarında baskın olan cinsellik, genellikle küçük ve orta ölçekli jeomanyetik fırtınalara neden olur.
2019'da güneş aktivitesi zayıf olsa da, 10 ve 11 Mayıs'ta patlak veren güneş kütlesi atımı, yılın tek jeomanyetik fırtına olayına neden oldu.
Şekil 5 Mayıs'taki koronal kütle atımı, 2019'un tek jeomanyetik fırtınasını tetikledi
Şekil 62019 Jeomanyetik Ap indeksi ve Kp indeksi
2019'un ilk yarısında CME, yılın tek jeomanyetik fırtınasına neden oldu ve hakim olduysa, 2019'un ikinci yarısı koronal deliklerin zamanıdır.Daha sonra, çoklu güneş rotasyonu döngülerini kapsayan bir incelemeye odaklanacağız ( 27 gün) Büyük Koronal Deliğin.
3. Yüksek enerjili elektron patlamaları - "öldürücü" elektronlar asla yok olmaz
Yüksek enerjili elektron patlaması, dünya dışı radyasyon kuşağı bölgesindeki yüksek enerjili elektron akışının aniden binlerce, hatta on binlerce kez arttığı bir olayı ifade eder.
Uzay yüksek enerjili elektronların uzay aracı üzerindeki etkisi çok ciddidir. Tıpkı bir atom bombasının patlamasıyla üretilen radyoaktif malzemenin insan vücuduna nüfuz edebilmesi gibi, yüksek enerjili elektronlar uzay aracı aletinin yüzeyine nüfuz edebilir ve iletim için içeriye girerek derin şarj ve diğer etkilere neden olarak uzay aracının çalışmasına neden olabilir. hatalı eylemler gerçekleştirerek uzay aracının anormalliğine neden olur veya arıza, daha ciddi şarj ve deşarj devrelerinin bozulmasına ve hatta uzay aracının arızalanmasına neden olabilir. Derin şarj, navigasyon uyduları üzerinde en büyük etkiye sahiptir ve bunu jeostatik uydular izlemektedir. Son yıllarda birçok uydu, uydu arızaları ve derin şarj etkilerinden kaynaklanan arızalar nedeniyle büyük etkilere neden olmuştur.
Güneş aktivitesinin düşük olduğu bir yılda, "düşük seviyede güneş aktivitesi ve güneş yüzeyinde aktif alan yok" gibi kelimelerle kör olmayın ve yüksek enerjili elektron patlamalarına karşı uyanıklığınızı gevşetin. Güneş aktivitesinin modülasyonu nedeniyle, güneş aktivitesi döngüsünün azalan kısmında yüksek enerjili elektron patlamalarının frekansı nispeten yüksektir - "öldürücü" elektronlar asla yoktur.
2019'da 66 gün küçük yüksek enerjili elektron patlamaları, 10 günlük orta yüksek enerjili elektron patlamaları oldu ve güçlü yüksek enerjili elektron patlamaları olmadı.Toplam yüksek enerjili elektron patlamaları sayısı 76 gündü ve 21 gündü Yıldaki toplam gün sayısının yüzdesi.
Tablo 42019'daki yüksek enerjili elektron fırtınası günlerinin istatistikleri
2019'da, birkaç gün süren birçok yüksek enerjili elektron patlaması oldu. 6 ile 11 Ağustos arasında, yüksek enerjili elektron patlaması 11 gün sürdü ve maksimum günlük akıcılık 1.1E+09/cm2.sr.day idi. 31 Ağustos'tan 12 Eylül'e kadar, yüksek enerjili elektron patlaması 13 gün sürdü ve maksimum günlük akıcılık, güçlü yüksek enerjili elektron patlamalarının olay eşiğine yakın olan 2.9E+09 parça/cm2.sr.gün idi. .
Şekil 72019'daki yüksek enerjili elektron patlamalarının oranı
4. "Yılın Adamı" - Miandong
Bir önceki bölümde, koronal deliklerin yüksek hızlı akışının 2019'un nedeni olduğundan bahsetmiştik. ana Jeomanyetik fırtınaların ana nedeni. Bu nedenle, 2019'un ikinci yarısında, güneşin ekvatorunun yakınında ortaya çıkan bir koronal delik, güneş aktivitesi için "yılın adamı" dır.
Temmuz ayında güneş yüzeyinde oluşan bu koronal delik, daha sonra genişlemeye ve yoğunlaşmaya devam etti.Güneşin periyodik dönüşü ile güneş yüzeyinde 27 günlük bir dönüş gösterdi.Dünya ile birçok kez karşı karşıya kaldığında, buna neden oldu. Ağustos başı, Eylül başı, Eylül ayı sonlarında ve Ekim ayı sonlarında meydana gelen çoklu jeomanyetik fırtına olayları, toplam 8 günlük orta yüksek enerjili elektron fırtınalarına ve 33 günlük küçük yüksek enerjili elektron fırtınalarına neden oldu ve yüksek sayının %54'ünü oluşturdu. -Tüm yıl boyunca enerji elektron fırtınası günleri.
Şekil 8 Büyük Mian Deliği sırasıyla 2 Ağustos, 29 Ağustos, 26 Eylül ve 22 Ekim'de güneşin merkezinden geçmiştir.
Şekil 9 Büyük Koronal Deliğin ağustos başı, eylül başı, eylül sonu ve ekim sonu neden olduğu jeomanyetik fırtınalar
5. Özet ve Görünüm
2019'da, genel güneş aktivitesi seviyesi yavaş yavaş azaldı ve birkaç patlama meydana geldi; genel jeomanyetizma seviyesi de düşmeye devam etti ve jeomanyetik fırtına olayları kademeli olarak azaldı; yüksek enerjili elektron patlaması olayları daha aktif olmasına rağmen, sayıları ve yoğunluğu olaylar da zayıfladı. Yukarıdaki ikonik olayların her biri dibe yaklaştıkça, temel olarak 24. güneş aktivite döngüsünün sona erdiği duyurulur.
2020'yi dört gözle bekliyoruz, yeni 25. etkinlik haftasına girmek üzereyiz, güneşin yavaş yavaş uyanması ve yeni bir patlama performansı başlatması bekleniyor, sizinle çalışmak için sabırsızlanıyoruz. odaklan Yeni bir uzay ortamı olayının ortaya çıkması.
Kaynak: Çin Bilimler Akademisi ulus Uzay Bilimleri Merkezi
