Carrington Event - Carrington Event

Солнечные пятна 1 сентября 1859 г., зарисовки Ричард Кэррингтон. A и B отмечают начальные позиции очень яркого события, которое в течение пяти минут переместилось в C и D, прежде чем исчезнуть.

В Carrington Event[1] был мощным геомагнитная буря 1–2 сентября 1859 г., во время солнечный цикл 10 (1855–1867). Солнечная выброс корональной массы (CME) хит Магнитосфера Земли и побудил самая большая геомагнитная буря за всю историю наблюдений. Связанный "белый свет" вспышка "в солнечной фотосфера наблюдали и записывали британские астрономы Ричард Кэррингтон и Ричард Ходжсон. Шторм вызвал сильный полярное сияние дисплеи и нанесли ущерб телеграфным системам. IAU идентификатор этого факела - СОЛ1859-09-01.

Солнечная буря такой силы, происходящая сегодня, вызовет широко распространенные сбои в электроснабжении, затемнения, и ущерб из-за продолжительных отключений электрическая сеть.[2][3] В солнечная буря 2012 года был такой же величины, но прошел орбиту Земли, не столкнувшись с планетой, пропустив через девять дней.[4]

Вспышка Кэррингтона

Выброс корональной массы в 1999 г. солнечный максимум

Всего за несколько месяцев до солнечный максимум 1860.1 г., во время 10-й солнечный цикл,[5] много солнечные пятна появился на солнце с 28 августа по 2 сентября 1859 года. Яркие и переменные цвета неба наблюдались вечером 28 августа, о чем впоследствии сообщалось в различных газетах Новая Англия площадь.[6] 29 августа южный полярные сияния наблюдались на севере до Квинсленд, Австралия.[7] Незадолго до полудня 1 сентября английские астрономы-любители Ричард Кэррингтон и Ричард Ходжсон независимо записал самые ранние наблюдения Солнечная вспышка.[8] Кэррингтон и Ходжсон составили независимые отчеты, которые были опубликованы рядом в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, и выставили свои рисунки этого события на ноябрьском заседании 1859 г. Королевское астрономическое общество.[9][10]

Вспышка была связана с крупным выброс корональной массы (CME), который летел прямо к Земле, преодолев путь в 150 миллионов километров (93 миллиона миль) за 17,6 часа. Типичным CME требуется несколько дней, чтобы прибыть на Землю, но считается, что относительно высокая скорость этого CME стала возможной благодаря предшествующему CME, что, возможно, стало причиной большого явления полярного сияния 29 августа, которое «расчистило путь» для окружающей среды. Солнечный ветер плазма для мероприятия Carrington.[8]

Из-за геомагнитного Эффект солнечной вспышки («магнитное вязание крючком»)[11] наблюдается в Обсерватория Кью магнитометр запись шотландского физика Бальфур Стюарт, а геомагнитная буря Наблюдаемый на следующий день, Кэррингтон заподозрил солнечно-земную связь.[12][страница нужна ] Мировые отчеты о последствиях геомагнитной бури 1859 г. были составлены и опубликованы американским математиком. Элиас Лумис, которые подтверждают наблюдения Кэррингтона и Стюарта.[13]

Полярное сияние во время геомагнитной бури, которая, скорее всего, была вызвана выбросом корональной массы Солнца 24 мая 2010 г., снято с МКС

1–2 сентября 1859 г. произошла одна из крупнейших геомагнитных бурь (по данным наземных магнитометров). Полярные сияния наблюдались по всему миру, в северном полушарии вплоть до Карибского моря; те за скалистые горы в США были настолько яркими, что это свечение разбудило золотодобытчиков, которые начали готовить завтрак, потому что думали, что сейчас утро.[8] Люди в северо-восток США мог читать газету при свете северного сияния.[14] Северное сияние было видно от полюсов до областей низких широт, таких как южная и центральная Мексика,[15][16] Квинсленд, Куба, Гавайи,[17] южная Япония и Китай,[18] и даже на более низких широтах, очень близко к экватору, например, в Колумбии.[19] Оценки силы шторма от −800 нТл до −1750 нТл.[20]

Телеграф системы по всей Европе и Северной Америке вышли из строя, в некоторых случаях телеграфисты электрошок.[21] Пилоны телеграфа метали искры.[22] Некоторые телеграфисты могли продолжать отправлять и получать сообщения, несмотря на отключение источников питания.[23]

В субботу 3 сентября 1859 г. Балтимор, американский и коммерческий рекламодатель сообщил:

Те, кому довелось отсутствовать поздно вечером в четверг, имели возможность стать свидетелями еще одного великолепного проявления сияния. Явление было очень похоже на показ в воскресенье вечером, хотя временами свет был, если возможно, более ярким, а призматические оттенки - более разнообразными и великолепными. Свет, казалось, покрыл весь небосвод, по-видимому, как светящееся облако, сквозь которое нечетко светились звезды большей величины. Свет был более ярким, чем свет полной луны, но обладал неописуемой мягкостью и нежностью, которые, казалось, окутывали все, на чем он покоился. Между 12 и 1 часами, когда выставка была в полном блеске, тихие улочки города, покоящиеся под этим странным светом, представляли собой красивый и необычный вид.[24]

В 1909 году австралийский золотодобытчик К. Ф. Герберт пересказал свои наблюдения в письме к Ежедневные новости в Перте:

Я копал золото в Роквуде, примерно в четырех милях от Городок Роквуд (Виктория). Я и двое товарищей, выглянувших из палатки, увидели огромное отражение в южном небе около 7 часов вечера, и примерно через полчаса явилась сцена почти невыразимой красоты, из которой исходили огни всех мыслимых цветов. южные небеса, один цвет исчезает только для того, чтобы уступить место другому, если возможно, более красивому, чем предыдущий, потоки поднимаются до зенита, но всегда становятся насыщенно-фиолетовыми, когда достигают этого места, и всегда изгибаются, оставляя чистую полосу неба, которые можно описать как четыре пальца на расстоянии вытянутой руки. Северная сторона от зенита также была освещена красивыми цветами, всегда закручиваясь в зените, но считалась просто воспроизведением южной экспозиции, поскольку все цвета юга и севера всегда соответствовали. Это было зрелище, которое нельзя было забыть, и в то время оно считалось величайшим из зарегистрированных полярных сияний ... Рационалист и пантеист видели природу в ее самых изысканных одеждах, признавая божественную имманентность, неизменный закон, причину и следствие. Суеверные и фанатичные предчувствовали ужасные предчувствия и считали это предзнаменованием Армагеддона и окончательного распада.[25]

В июне 2013 года совместное предприятие исследователей из Lloyd's of London и Атмосферные и экологические исследования (AER) в Соединенных Штатах использовали данные Кэррингтонского события, чтобы оценить стоимость аналогичного события в настоящее время только для США в 0,6–2,6 триллиона долларов,[2] что в то время составляло примерно от 3,6% до 15,5% годового ВВП.

Другие свидетельства и подобные события

Ледяные керны содержащий тонкий нитрат -богатые слои были проанализированы, чтобы восстановить историю прошлых солнечных бурь, предшествующих надежным наблюдениям. Это было основано на гипотезе о том, что частицы солнечной энергии будут ионизировать азот, что приведет к образованию NO и других окисленных соединений азота, которые не будут слишком разбавлены в атмосфере перед тем, как осесть вместе со снегом.[26] Начиная с 1986 года, некоторые исследователи утверждали, что данные по кернам льда Гренландии свидетельствуют об отдельных солнечно-протонные события, включая событие Кэррингтона.[27] Дальнейшие исследования ледяных кернов ставят под сомнение эту интерпретацию и показывают, что выбросы нитратов, вероятно, не являются результатом событий солнечной энергии, а могут быть вызваны земными явлениями, такими как лесные пожары, а также коррелируют с другими химическими сигнатурами известных шлейфов лесных пожаров. . Действительно, в кернах из Гренландии и Антарктиды не обнаружено согласованности в отношении нитратных явлений, так что теперь эта гипотеза подвергается сомнению.[26][28][29] Другое исследование искало сигнатуры крупных солнечных вспышек и CME в углероде-14 в кольцах деревьев и бериллии-10 в ледяных кернах, обнаружив такую ​​сигнатуру большой солнечной бури в 774 году н.э., но обнаружив, что такие события происходят в среднем только один раз за период. несколько тысячелетий.[30]

Менее сильные штормы произошли в 1921 и 1960 год, когда было сообщено о широкомасштабном нарушении радиосвязи. В Геомагнитная буря, март 1989 г. выбила мощность на больших участках Квебек. 23 июля 2012 г. солнечная супер-буря типа "Кэррингтон" (Солнечная вспышка, выброс корональной массы, солнечный ЭМИ ) наблюдалось; его траектория едва не миновала Землю.[4][31]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Филипс, Тони (21 января 2009 г.). «Суровая космическая погода - социальные и экономические последствия». НАСА Наука: Новости науки. science.nasa.gov. Получено 16 февраля, 2011.
  2. ^ а б Ллойд и Атмосферные и экологические исследования, Inc. (2013). Риск солнечной бури для электросетей Северной Америки (PDF). При участии Хомьера, Николь; Хорн, Ричард; Маран, Майкл; Уэйд, Дэвид. Ллойда. Получено 31 июля, 2019.
  3. ^ Baker, D. N .; и другие. (2008). Экстремальные явления космической погоды - понимание социальных и экономических последствий. Национальная академия прессы, Вашингтон, округ Колумбия. Дои:10.17226/12507. ISBN  978-0-309-12769-1.
  4. ^ а б Филлипс, доктор Тони (23 июля 2014 г.). «Рядом с миссией: солнечная супер-буря в июле 2012 года». НАСА. Получено 26 июля, 2014.
  5. ^ Mursula, K .; Улич, т. (1998). «Новый метод определения продолжительности солнечного цикла». Письма о геофизических исследованиях. 25 (11): 1837–1840. Bibcode:1998Георл..25.1837M. Дои:10.1029 / 98GL51317.
  6. ^ Грин, Джеймс Л .; Бордсен, Скотт; Оденвальд, Стен; Смиренный, Джон; Пазамицкас, Кэтрин А. (январь 2006 г.). «Сообщения очевидцев великой авроральной бури 1859 г.». Успехи в космических исследованиях. 38 (2): 145–154. Дои:10.1016 / j.asr.2005.12.021. Получено 28 августа, 2020.
  7. ^ "ЮЖНАЯ АВРОРА". Курьер Мортон-Бэй. Брисбен: Национальная библиотека Австралии. 7 сентября 1859 г. с. 2. Получено 17 мая, 2013.
  8. ^ а б c Оденвальд, Стен Ф.; Грин, Джеймс Л. (28 июля 2008 г.). «Подготовка спутниковой инфраструктуры к солнечной супер-буре». Scientific American. 299 (2): 80–7. Дои:10.1038 / scientificamerican0808-80. PMID  18666683. Получено 16 февраля, 2011.
  9. ^ Каррингтон, Р. К. (1859 г.). "Описание необычного явления на Солнце 1 сентября 1859 г.". Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 20: 13–15. Bibcode:1859МНРАС..20 ... 13С. Дои:10.1093 / mnras / 20.1.13.
  10. ^ Ходжсон, Р. (1859). «О странном явлении на Солнце». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 20: 15–16. Bibcode:1859МНРАС..20 ... 15Ч. Дои:10.1093 / mnras / 20.1.15.
  11. ^ Томпсон, Ричард. "Эффект солнечной вспышки". Правительство Австралии: Службы космической погоды. Получено 2 сентября, 2015.
  12. ^ Кларк, Стюарт (2007). Короли Солнца: неожиданная трагедия Ричарда Кэррингтона и рассказ о том, как зародилась современная астрономия. Принстон: Издательство Принстонского университета. ISBN  978-0-691-12660-9.
  13. ^ Видеть:
  14. ^ Ричард А. Ловетт (2 марта 2011 г.). «Что, если сегодня случится самая большая зарегистрированная солнечная буря?». Новости National Geographic. Получено 5 сентября, 2011.
  15. ^ Хаякава, Х. (2018). «Полярное сияние на низких широтах во время экстремальной космической погоды в 1859 году». Астрофизический журнал. 869 (1): 57. arXiv:1811.02786. Bibcode:2018ApJ ... 869 ... 57H. Дои:10.3847 / 1538-4357 / aae47c. S2CID  119386459.
  16. ^ González ‐ Esparza, J.A .; М. К. Куэвас ‐ Кардона (2018). «Наблюдения за низкоширотным красным сиянием в Мексике во время геомагнитной бури Кэррингтон 1859 года». Космическая погода. 16 (6): 593. Bibcode:2018SpWea..16..593G. Дои:10.1029 / 2017SW001789.
  17. ^ Грин, Дж. (2006). «Продолжительность и масштаб великой авроральной бури 1859 года». Успехи в космических исследованиях. 38 (2): 130–135. Bibcode:2006AdSpR..38..130G. Дои:10.1016 / j.asr.2005.08.054. ЧВК  5215858. PMID  28066122.
  18. ^ Хаякава, Х. (2016). «Восточноазиатские наблюдения за полярным сиянием на низких широтах во время магнитной бури Кэррингтона». Публикации Астрономического общества Японии. 68 (6): 99. arXiv:1608.07702. Bibcode:2016PASJ ... 68 ... 99H. Дои:10.1093 / pasj / psw097. S2CID  119268875.
  19. ^ Морено Карденас, Фредди; Кристанчо Санчес, Серхио; Варгас Домингес, Сантьяго; Хаякава, Сатоши; Кумар, Сандип; Мукерджи, Шьямоли; Винадхари, Б. (2016). «Большое северное сияние, наблюдаемое в Колумбии в 1859 году». Успехи в космических исследованиях. 57 (1): 257–267. arXiv:1508.06365. Bibcode:2016AdSpR..57..257M. Дои:10.1016 / j.asr.2015.08.026. S2CID  119183512.
  20. ^ «Рядом с миссией: солнечная супер-буря в июле 2012 года - НАСА». science.nasa.gov. Получено 14 сентября, 2016.
  21. ^ Комитет по социальным и экономическим последствиям суровых явлений космической погоды: семинар, Национальный исследовательский совет (2008 г.). Экстремальные явления космической погоды - понимание социальных и экономических последствий: отчет семинара. Национальная академия прессы. п. 13. ISBN  978-0-309-12769-1.
  22. ^ Оденвальд, Стен Ф. (2002). 23-й цикл. Издательство Колумбийского университета. п.28. ISBN  978-0-231-12079-1.
  23. ^ Карлович, Майкл Дж .; Лопес, Рамон Э. (2002). Солнечные бури: новая наука о космической погоде. Национальная академия прессы. п. 58. ISBN  978-0-309-07642-5.
  24. ^ "Северное сияние". Балтимор, американский и коммерческий рекламодатель. 3 сентября 1859 г. с. 2; Колонка 2. Получено 16 февраля, 2011.
  25. ^ Герберт, граф Франк (8 октября 1909 г.). «Великая Аврора 1859 года». Ежедневные новости. Перт, Вашингтон. п. 9. Получено 1 апреля, 2018.
  26. ^ а б Wolff, E.W .; Биглер, М .; Curran, M.A.J .; Dibb, J .; Frey, M. M .; Легран, М. (2012). «Событие Кэррингтона не наблюдается в большинстве записей нитратов керна». Письма о геофизических исследованиях. 39 (8): 21, 585–21, 598. Bibcode:2012GeoRL..39.8503W. Дои:10.1029 / 2012GL051603.закрытый доступ
  27. ^ McCracken, K. G .; Dreschhoff, G.A.M .; Zeller, E.J .; Смарт, Д. Ф .; Ши, М.А. (2001). «События солнечных космических лучей за период 1561–1994 гг. 1. Идентификация в полярных льдах, 1561–1950 гг.». Журнал геофизических исследований. 106 (A10): 21, 585–21, 598. Bibcode:2001JGR ... 10621585M. Дои:10.1029 / 2000JA000237. закрытый доступ
  28. ^ Duderstadt, K. A .; и другие. (2014). «Отложение нитратов на поверхность снега на Саммите, Гренландия, после солнечного протонного события 9 ноября 2000 года». J. Geophys. Res. Атмосфера. 119 (11): 6938–6957. Bibcode:2014JGRD..119.6938D. Дои:10.1002 / 2013JD021389.
  29. ^ Мехалди, Ф .; и другие. (Ноябрь 2017 г.), «Никаких совпадений по увеличению содержания нитратов в полярных ледяных кернах после крупнейших известных солнечных штормов» (PDF), Журнал геофизических исследований: атмосферы, 122 (21): 11, 900–11, 913, Bibcode:2017JGRD..12211900M, Дои:10.1002 / 2017JD027325
  30. ^ Баттерсби, Стивен (19 ноября 2019 г.). «Основная концепция: каковы шансы опасной солнечной супервспышки?». Труды Национальной академии наук. 116 (47): 23368–23370. Дои:10.1073 / пнас.1917356116. ISSN  0027-8424. ЧВК  6876210. PMID  31744927.
  31. ^ "Видео (04:03) - Выброс корональной массы класса Кэррингтона едва проходит мимо Земли". НАСА. 28 апреля 2014 г.. Получено 26 июля, 2014.

дальнейшее чтение