TURUN YLIOPISTO
Fysiikan laitos
HUTTUNEN, KALLE: Koronan massapurkaukset
LuK -tutkielma, 51 s.
Avaruusfysiikka
Toukokuu 2002
Avaruussäästä ja etenkin sen ennustamisesta on tullut tärkeä tieteenala. Koronan massapurkaukset, jotka ovat suhteellisen uusi auringon aktiivisuuden ilmenemismuoto, liittyvät olennaisesti avaruussään muodostumiseen. Ne ovat olleet intensiivisen tutkinnan alaisena 1970-luvun alusta lähtien, jolloin ne ensimmäisen kerran havaittiin.
Koronan massapurkaus on massiivisen plasmamäärän poistuminen auringon pääpiirteissä gravitaatio- ja magneettikentän vuoksi suljetusta atmosfääristä. Koronan massapurkaus on monimutkainen ilmiö, mutta yksinkertaisimmillaan se on kolmiosainen. Uloimpana on kaareva silmukan tyyppinen ainetihentymä, jota seuraa tiheydeltään harvempi alue, jota puolestaan seuraa toinen sisempi ainetihentymä. Koronan massapurkaukset liittyvät useasti kypärämäisten valonauhojen tuhoutumiseen ja filamenttipurkauksiin. Tällöin koronan massapurkauksen kolmiosainen rakenne on selvä. Uloin ainetihentymä on alkuperäistä valonauhamateriaalia ja sisempi ainetihentymä puolestaan purkautuva filamentti.
Koronan massapurkauksien esiintymistaajuus vaihtelee kertaluvun verran auringon 11-vuotisen aktiivisuusjakson aikana. Lähellä auringon aktiivisuuden minimiä niitä esiintyy koko auringossa noin 0,2 kertaa päivässä, kun lähellä maksimia niitä esiintyy noin 3,5 kertaa päivässä. Purkauksien massat vaihtelevat välillä 1015…1016 g. Tyypillinen koronan massapurkaus vie mukanaan kineettistä sekä gravitaatiopotentiaalienergiaa yhteensä noin 1031-32 erg. Purkauksien eturintamien nopeudet, viiden auringon säteen korkeudella auringon pinnasta, vaihtelevat alle 50 km/s nopeuksista aina yli 2000 km/s nopeuksiin. Massapurkausten nopeuksien jakautuma ei näytä riippuvan auringon leveyspiiristä.
Koronan massapurkauksilla saattaa olla suurikin rooli ajatellen auringon 11-vuotista aktiivisuusjaksoa. On mahdollista, että koronan massapurkaukset ovat perusmekanismi, jolla korona järjestäytyy systemaattisesti uudestaan suuressa mittakaavassa, kääntääkseen lopulta globaalisti magneettisen napaisuuden.
Koronan massapurkaukset aiheuttavat suurimman osan interplanetaarisen avaruuden häiriörintamista. Näillä häiriörintamilla on puolestaan merkittäviä vaikutuksia maapallon magneettikenttään. Maan magneettikentän vaihteluiden aikana ihmisen rakentamiin sähkönjohteisiin voi indusoitua virtoja (GI-virtoja), jotka voivat pahimmassa tapauksessa tuhota muuntajia pienempien haittojen ohella. Koronan massapurkauksien toinen haittavaikutus liittyy niiden kiihdyttämiin suurenergiaisiin hiukkasiin, jotka voivat aiheuttaa tuhoa mm. satelliiteille ja avaruuskävelyllä oleville astronauteille.
Asiasanat: koronan massapurkaus, CME, protuberanssi, filamentti, valonauha, geomagneettinen myrsky, avaruussää