Soludbrud (solflare): Definition, energi, årsager og påvirkning på Jorden

Soludbrud (solflare): Forklaring, energi, årsager og jordpåvirkning — hvordan flares og CME'er opstår, og deres effekter på kommunikation, strømnet og klima.

Et soludbrud er en pludselig, kraftig lysning i Solens atmosfære, ofte synlig som et kortvarigt, lokalt lysglimt over Solens overflade. Meget kraftige udbrud kan frigive op til omkring 6 × 10^25 joule energi — svarende til cirka en sjettedel af den energi, Solen udsender hvert sekund, eller omkring 160.000.000.000.000 megaton TNT. Til sammenligning er energimængden sammenlignelig med virkningen af komet Shoemaker-Levy 9's nedslag i Jupiter. Udbruddet ledsages ofte af en koronal masseudstødning (CME), hvor der kastes skyer af elektroner, ioner og atomer fra Solens korona ud i rummet. Disse partikelskyer kan nå Jorden inden for nogle timer op til få dage efter udbruddet, afhængigt af hastigheden.

Hvad sker der under et soludbrud?

Soludbrud påvirker alle lag af Solens atmosfære, f.eks. f.eks. fotosfæren, kromosfæren og koronaen. Under et udbrud omdannes magnetisk energi, der er lagret i koronaens magnetfelter, hurtigt til stråling og bevægelsesenergi. Den udsendte energi dækker hele det elektromagnetiske spektrum i alle bølgelængder, fra radiobølger over synligt lys til røntgen- og gammastråler. Meget af energien ligger uden for det synlige område, så de fleste flares ses kun med særlige instrumenter — de er ikke synlige med det blotte øje.

Koronale masseudstødninger (CME) og partikler

Et udbrud kan være forbundet med en CME — en stor sky af plasma og magnetfelt fra Solens korona. CME'er kan forårsage store geomagnetiske begivenheder, når de rammer Jordens magnetfelt. Ud over CME'er frigives ofte højenergipartikler (kaldet solar energetic particles, SEP), som kan nå Jorden hurtigere end selve CME'en og give forhøjet stråling i rummet.

Klassifikation og hyppighed

Soludbrud klassificeres ofte efter deres røntgenstråling i klasser (A, B, C, M, X), hvor hver klasse er ti gange kraftigere end den foregående. Små udbrud forekommer hyppigt, mens meget store udbrud er sjældne. Aktiviteten varierer med Solens omtrent 11-årige solcyklus: perioder med mange og kraftige udbrud (solmaksimum) veksler med mere rolige perioder (solminimum).

Påvirkning på Jorden og teknologiske systemer

Stråling fra soludbrud, især Røntgenstråler og UV-stråling, kan påvirke Jordens ionosfære. Det kan medføre:

• kortvarige forstyrrelser i radiokommunikation og radarer, især HF-kommunikation;
• forstyrrelser i satellitnavigation (GNSS/ GPS) og degradering af radiosignaler;
• øget strålingstrussel for astronauter og flypersonale på høje breddegrader og store højder;
• geomagnetisk induktion i jordens ledninger, som i sjældne tilfælde kan forårsage skader på magttransformatorer og afbrydelser i elkraftnettet;
• forstærkede nordlys (aurora) langt fra polerne.

Radio- og Røntgenpåvirkningen ankommer næsten øjeblikkeligt (lysets hastighed ~8 minutter fra Solen), mens partikler og CME-materiale kan tage fra nogle timer op til flere dage at nå Jorden.

Observation, overvågning og historie

Soludbrud observeres med rumfartøjer og jordbaserede instrumenter, fx røntgensatellitter og solobservatorier. Kendte satellitter og missioner som SOHO, SDO og GOES overvåger konstant Solens aktivitet og udsender varsler ved kraftige begivenheder. Den første veldokumenterede observation af et kraftigt soludbrud blev foretaget af Richard Christopher Carrington i 1859; Carringtons observationer er forbundet med det såkaldte "Carrington-event", der medførte store telegrafforstyrrelser og imponerende nordlys på lave breddegrader. Der er også observeret lignende flares på andre stjerner, nogle gange omtalt som fænomen eller stjerneskud.

Hvor opstår soludbrud?

Soludbrud opstår oftest i aktive områder omkring solpletter, hvor komplekse og kraftige magnetfelter danner sig. Den pludselige frigivelse af magnetisk energi i disse områder er drivkraften bag flare-udbrud. Samtidig er sammenhængen mellem selve flare-udbruddet og den efterfølgende CME kompleks og forskellig fra tilfælde til tilfælde; nogle flares har kraftige CME'er, andre ikke.

Hvordan påvirker udbrud hverdagen?

For de fleste mennesker har soludbrud kun minimale eller ingen direkte konsekvenser. Men for operatører af satellitter, luftfartsselskaber, elnet og radiokommunikationssystemer er det vigtigt at kunne forudsige og afbøde virkningerne. Overvågning og tidlige varsler gør det muligt at tage forholdsregler, fx at sætte satellitter i sikkerhedstilstand, ændre flyruter eller beskytte kritisk infrastruktur.

Forebyggelse og forberedelse

• løbende overvågning af Solen og hurtig udveksling af varsler mellem rumfarts- og beredskabsmyndigheder;
• design af rumbaserede systemer med radiationsbeskyttelse og redundans;
• beredskabsplaner for elnet og kritisk infrastruktur ved kraftige geomagnetiske storme;
• oplysning til flyselskaber og astronauter om risici ved intense begivenheder.

Soludbrud kan variere fra små, hyppige begivenheder til sjældne, ekstremt kraftige begivenheder med betydelige effekter. Takket være moderne overvågning er vi i dag langt bedre rustet til at forudsige og mindske konsekvenserne af Solens uroligheder end tidligere.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er en soludbrud?

Spørgsmål: Hvordan påvirker en soludbruddet atmosfæren?

Spørgsmål: Hvor ofte forekommer soludbrud?

Spørgsmål: Hvem var den første person, der observerede et soludbrud?

Spørgsmål: Ligner stjerneudbrud på samme måde som soludbrud?

Spørgsmål: Er det muligt for mennesker at se disse begivenheder med deres egne øjne?

Søg efter bogstav