Näytetään tekstit, joissa on tunniste superflare. Näytä kaikki tekstit
Näytetään tekstit, joissa on tunniste superflare. Näytä kaikki tekstit

lauantai 14. joulukuuta 2024

Auringon kaltaiset tähdet tuottavat superflarepurkauksen kerran vuosisadassa

Aurinko ja muut sitä muistuttavat tähdet tuottavat silloin tällöin erittäin voimakkaita flarepurkauksia. Voimakkain milloinkaan suoraan havaittu purkaus tunnetaan Carringtonin tapahtumana syyskuussa 1859. Puiden vuosirenkaista ja jäätikköjen syväkairauksista kerätyt näytteet kuitenkin osoittavat, että Carringtonin tapahtuma ei suikaan ole voimakkain Auringossa tapahtunut purkaus, vaan paljon voimakkaimpiakin on tapahtunut. Miyake tapahtuma vuodelta 774 on ollut viimeisin tällainen Carrintonin tapahtuman ylittänyt purkaus. 

Marraskuun 4. vuonna 2003 tapahtui erittäin voimakas flarepurkaus. Purkauksen voimakkuudeksi arvioitiin X40+, sillä tarkkoja mittaustuloksia ei saatu instrumenttien mittausalueiden ylittymisen vuoksi. Suurimmilta vaurioilta vältyttiin, sillä purkaus tapahtui jonkin verran Auringon nälyvän kiekon reunan takana. Jos purkaus olisi tpahtunut muutamaan vuorokautta aikaisemmin, niin vauriot olisivat voineet olla aivan toista luokkaa. Kuva NASA/SDO.

 

Jotkut tutkijat pitävät myös maaliskuun 10. ja 12. päivinä vuonna 1989 tapahtuneita CME pilven törmäyksiä ja siitä aiheutunutta geomagneettista myrskyä 13.3.1989 todella merkittävänä tapahtumana, joskin sen vakavimmat seuraukset rajoittuivat lähinnä Kanadaan Quebecin ympäristöön. CME-pilvet olivat seurausta maalikuun 6. päivänä tapahtuneesta flarepurkauksesta, jonka voimakkuudeksi mitattiin X15. 

Myrskyn seurauksena Quebecin alueen sähköverkko vaurioitui ja sähkönjakelu keskeytyi usean voimalaitoksen irrottauduttua verkosta.  Sähkökatko kesti yhdeksästä tunnista muutamaan vuorokauteen riippuen jakeluverkon tilanteesta ja paikallisten vaurioiden korjausten edistymisestä. 

Vaikka geomagneettinen myrsky aiheuttikin tämän sähkökatkoksen, niin aivan yksinomainen tekijä se ei ollut. Paikallisista geologisista olosuhteista johtuen Quebecin alueen korkeajänniteverkko oli ja on erittäin herkkä tämänlaiselle häiriölle ja pienempiä sähkönjakelun keskeytyksiä vaurioista johtuen oli tapahtunut aikaisemminkin ja myös sen jälkeen.

Ennen Carringtonin ja vuoden 774 tapahtumia 15 000 vuoden aikana on tapahtunut ainakin yhdeksän niihin verrattavaa geomagneettista myrskyä. Tutkijat ovatkin arvioinet, että vastavia tai voimakkaimpia flarepurkauksia tai purkausarjoja ja niihin liittyviä magneettisia myrskyjä tapahtuukin kerran vuosituhannessa. Onko purkauksien todennäköisyys oikea, onkin se suuri kysymys?

Nykyinen riippuvuutemme teknologisista laitteista, satelliiteista, sähkönjakelusta ja tiedonsiirrosta tekee elämäntapamme erittäin haavoittuvaksi. Uhkakuva on todellinen, sillä Auringossakin voi tapahtua Carringtonin tapahtumaa satakertaisesti voimakkaampia flarepurkauksia milloin vain ja jopa kerran vuosisadassa. Tällaiseen tulokseen[1] on tullut Max Plankin Instituutissa työskentelevä Valeriy Vasilyev ja hänen johtamansa tutkimusryhmä.

Tutkijat havaitsivat 56 400 Auringonkaltaisia tähteä Kepler observatorion kokoamasta aineistosta. He löysivät lähes 3 000 superflarepurkausta noin 2 500 tähdeltä. Superflarepurkaukseksi he määrittelivät flarepurkaukset, joista vapautui energiaa 1027 – 1028J. Vapautunut energiamäärä oli suunnilleen satakertainen Carringtonin tapahtuman aiheutuneisiin flarepurkauksiin[2] nähden.

Tutkimuksen tuottama voimakkaiden flarepurkausten taajuus yllätti tutkijat. Aikaisemmin oli ajateltu, että näin voimakkaat superflaret ovat todella harvinaisia Auringon kaltaisilla tähdillä. Niiden frekvenssiksi arvioitiin kerran tuhannessa vuodessa tai jopa harvemmin. Nyt Vasilyev ja muut tutkijat päättelivät tutkimuksensa perusteella, että Auringossa tällainen superflare voi siis esiintyä kerran sadassa vuodessa. Jos tutkimustulos on edes osittain oikea, niin jostakin syystä Aurinko on jättänyt purkautumatta jo kymmenkunta kertaa sitten vuoden 774. Carringtonin tapahtuma oli sen veran pieni, että sitä tuskin voidaan laskea tähän superflarepurkausten kategoriaan.

Superflaren muodostama uhka muuttuu vielä vakavammaksi, jos ajattelemme, että Auringossa purkautumatta jäänyt magneettinen energia on varastoitunut jonnekin. Emme tunne vielä Auringon magneettisia ominaisuuksia riittävän hyvin, että voisimme poissulkea tämän mahdollisuuden. Ainoa asia, josta voimme olla täysin varmoja on se, että joskus tulevaisuudessa tulee tapahtumaan uusi superflarepurkaus, jonka voimakkuus ylittää merkittävästi Carringtonin tapahtumasarjassa vapautuneen energiamäärän. Millaiset suraukset sillä on, riippuu paljolti siitä, miten olemme varautuneet tällaisen purkaukseen. Jos purkaus tapahtuisi tänään, paluu 1800-luvulle olisi välitön seuraus ja toipuminen siitä kestäisi vähintään pari vuosikymmentä, ehkä pitempäänkin.

Lisätiedot

[1] Valeriy Vasilyev & al. Sun-like stars produce superflares roughly once per century, Science 12 Dec 2024 Vol 386, Issue 6727 pp. 1301-1305 DOI: 10.1126/science.adl5441 . Maksumuuri!

[2] Carringtonin tapahtuman aiheuttanut flarepurkaus vapautti energiaa arviolta noin 5 × 1025 J.

 

lauantai 14. huhtikuuta 2018

Superflare Proxima Centaurissa


Taiteilijan näkemys aktiivisesta Procima Centairista
planeettoineen.
Kuva NASA/SDO/Goddard.
Tutkijat ovat havainneet[1] aurinkokuntaamme lähimpänä olevalla tähdellä[2], Proxima Centaurilla,[5] valtavan supereflare-purkauksen. 

Purkauksen kokonaisenergia oli havaintojen mukaan noin 3,1×1026 J, joka vastaa noin 30× Proximalla aikaisemmin havaittua voimakkainta flarepurkausta. Kahden vuoden aikana tähdellä on havaittu 23 muuta voimakasta purkausta..

Proxima Centauri on pieni punainen kääpiötähti Alfa Centaurin järjestelmässä ja sen kiertoradalta on löydetty eksoplaneetta Proxima b[3]. Superflare-purkaus nosti tähden kirkkautta hetkelliseksi  68-kertaiseksi sen normaali kirkkauteen verrattuna. Tavallisesti tähti on paljain silmin näkymätön, mutta purkauksen aikana se olisi ollut mahdollista nähdä paljain silmin täysin pimeässä paikassa, sillä sen visuaaliseksi kirkkaudeksi arvioitiin noin Mv=6,8m. Proximan normaali kirkkaus on Mv=11,05m.

Proxima on osoittautunut hyvin aktiiviseksi tähdeksi, sillä siellä tapahtuu hyvin runsaasti flarepurkauksia. Tilastollisesti tarkasteltuna tähdellä esiintyy supreflarepurkauksia vähintään viisi kertaa vuodessa. Proxima b on suunnilleen Maan kokoinen ja se kiertää laskennallisella ekokehällä tähdestään. Usein toistuvat flarepurkaukset tekevät kuitenkin mahdollisen elämän esiintymisen planeetalla hyvin vaikeaksi ellei aivan mahdottomaksi.

Jos planeetalla on ilmakehä, niin toistuvat superflaret estäisivät suojaavan otsonikerroksen syntymisen[4]. Lisäksi voimaksa uv-säteily pyyhkisi mahdollisen ilmakehän pois muutamassa miljardissa vuodessa. Näin ollen Proxima b olosuhteet voisivat muistuttaa enemmän Marsin kuin Maan olosuhteita. Voimakas uv-säteily sterilisoi planeetan pinnan lähes jatkuvasti, joten maankaltaisen elämän esiintyminen planeetalla lienee mahdotonta vaikka ilmakehä olisikin niin vahva, että se mahdollistaisi muutoin elämän esiintymisen.

Punaiset kääpiötähdet ovat yleisin tähtiryhmä maailmankaikkeudessa. Nyt julkistettu tutkimus hyvin vaikeista olosuhteista elämälle tähtiä kiertävillä planeetoilla ei ole kovinkaan rohkaiseva uutinen astrobiologeille, jotka yrittävät kartoittaa elämän esiintymistä maailmakaikkeudessa. Tähän asti punaisia kääpiötähtiä on pidetty potentiaalisimpana tähtiryhmänä, sillä pienimassaiset tähdet ovat paitsi runsautensa, niin myös pitkäikäisyytensä vuoksi potentiaalisia elämän esiintymistä ylläpitäviä järjestelmiä. Prixima Centaurin superflaret kuitenkin heikentävät voimakkaasti tätä käsitystä ja voi olla, että (jälleen) pontiaallisimmiksi tähtijärjestelmiksi tuleekin auringonkaltaiset tai vain hieman pienemmät tähdet planeettoineen.

Lisää aiheesta

Huomautukset
[1] arXiv:1804.02001v1 [astro-ph.EP] 5 Apr 2018 The First Naked-Eye Superflare Detected from Proxima Centauri, Ward S. Howard (Department of Physics and Astronomy, University of North Carolina at Chapel Hill)  & al.

[2] Etäisyys on 4,26 valovuotta.

[3] Proxima b löydettiin vuonna 2016.

[4] Auringon suhteellisen heikot flarepurkaukset aiheuttavat aika ajoin myös maapallon ilmakehässä otsonikatoa. Proximalla esiintyvät superflaret ovat voimakkuudeltaan noin 1 000 – 10 000 -kertaisia Auringossa tapahtuneisiin voimakkaimpiin purkauksiin nähden.

[5] Havainto tehtiin maaliskuussa 2016 EvryScope kuvausjärjestelmällä (http://evryscope.astro.unc.edu/).