Miten aurinkomyrskyt kiihdyttävät hiukkasia? Uutta tietoa radioteleskooppien avulla

19.2.2019
Tutkijat osoittivat, että aurinkomyrskyt voivat kiihdyttää hiukkasia samanaikaisesti useassa eri paikoissa. Tulokset saatiin yhdistämällä radioteleskooppiverkosto LOFARin keräämää aineistoa ja avaruusluotainten ottamia kuvia. Helsingin yliopiston ja Dublinin Trinity Collegen tulokset on julkaistu Nature Astronomy-lehdessä.

Aurinko on lähin maata oleva tähti. Se ei ole suinkaan hiljainen, vaan jatkuvassa muutoksessa.

Jopa monta kertaa Maata suuremmat auringonpilkut ilmestyvät Auringon pinnalle, ja niihin varastoituu valtava määrä energiaa. Niistä syntyy jättiläismäisiä purkauksia, joita kutsutaan aurinkomyrskyiksi. Aurinkomyrskyn aikana Auringosta ryöpsähtää miljardeja tonneja kuumaa kaasua miljoonien kilometrien tuntinopeudella ja varattuja hiukkasia kiihtyy lähelle valonnopeutta.  Nature-julkaisussa tutkittiin syyskuun 10. päivänä 2017 Auringossa tapahtunutta ennätysnopeaa purkausta. Tämä tapahtui pian sen jälkeen, kun Irlannin LOFAR-asema oli käynnistetty.

Välineitä avaruussään ennustamiseen

– Tulokset näyttävät hämmästyttävän yksityiskohtaisesti, kuinka aurinkomyrskyt etenevät Auringon lähellä ja  missä ne kiihdyttävät hiukkaset valtaviin energioihin, sanoo tutkijatohtori Diana Morosan.

Tulosten avulla voidaan tulevaisuudessa ehkä ennustaa tarkemmin miten auringonpurkaukset vaikuttavat Maahan.

Korkeaenergiaiset hiukkaset ja itse purkauspilven osuminen Maahan aiheuttavat voimakkaita häiriöitä lähiavaruudessamme. Tällöin nähdään upeita revontulia, mutta hiukkasryöpyt ja nopeat magneettikentän muutokset vahingoittavat satelliitteja ja johdinverkostoja ja häiritsevät radioliikennettä.

Yhteiskuntamme onkin aiempaa riippuvaisempi teknologiasta, jota aurinkomyrskyt voivat vahingoittaa. Ensimmäiset selvät merkit Auringon haitallisista vaikutuksista ovat vuodelta 1859, kun Carringtonin-aurinkomyrsky  halvaannutti teleyhteydet Euroopassa ja Yhdysvalloissa.

Vuonna 2003 tapahtunut aurinkomyrsky rikkoi muuntajia Etelä-Afrikassa ja Ruotsissa ja myrskyn aikana raportoitiin ongelmia lähes 50 satelliiteissa.  Vuonna 2005 ruotsin lennonjohto jouduttiin sulkemaan auringonpurkauksen johdosta.  Julkaisussa tutkittu auringonpilkkualue aiheutti ongelmia mm. radiokommunikaatiossa Karibialla  hurrikaaniaikaan.

– Käytimme LOFAR (Low Frequency Array) –teleskooppiverkoston tietoa ja yhdistimme siihen eri avaruusohjelmien (NASA, NOAA ja ESA) alusten ottamia kuvia, kertoo Morosan.

– Tutkimus on osa FORESAIL-projektia, jonka yhtenä  tavoitteena on selvittää miten aurinkomyrskyt kiihdyttävät hiukkasia, kertoo apulaisprofessori Emilia Kilpua, Helsingin yliopistolta  Kestävän avaruustieteen ja -tekniikan  –huippuyksiköstä.

Referenssi:

Multiple regions of shock-accelerated particles during a solar coronal mass ejection; Diana E. Morosan,   Eoin P. Carley, Laura A. Hayes, Sophie A. Murray,  Pietro Zucca,  Richard A. Fallows, Joe McCauley,  Emilia K. J. Kilpua,  Gottfried Mann, Christian Vocks &  Peter T. Gallagher . Nature Astronomy (2019) http://dx.doi.org/10.1038/s41550-019-0689-z

Painokelpoinen kuva: https://tinyurl.com/y8occar4
Credit: NOAA, LOFAR.
Kuvateksti: Aurinko ja purkaus, jonka NOAA-avaruusalus ja LOFAR radioteleskooppi tallensivat syyskuussa 2017.

Lisätietoja:

Tutkijatohtori Diana Morosan (englanniksi)
Sähköposti: diana.morosan@helsinki.fi
Puhelin: +358 50 317 5827

Apulaisprofessori Emilia Kilpua (suomeksi, englanniksi)
Sähköposti: emilia.kilpua@helsinki.fi
Puhelin: +358 294150615