Sambandet mellan Neptunus moln och solfläckarna

 

Sambandet mellan Neptunus moln och solaktivitet är överraskande för forskare eftersom Neptunus endast tar emot solljus med cirka 0,1 % av den intensitet jorden tar emot. Ändå verkar Neptunus globala molniga vädersystem drivas av solaktivitet och inte planetens fyra årstider som var och en varar i cirka 40 år.

För närvarande är molntäckningen på Neptunus extremt låg med undantag för några moln som svävar över planetens sydpol. Ett University of California (UC) Berkeley-lett team av astronomer upptäckte att överflödet av moln som normalt ses vid den isiga jättens mellersta breddgrader började blekna bort 2019.

Jag blev förvånad över hur snabbt molnen försvann på Neptunus, beskriver Imke de Pater, professor emeritus i astronomi vid UC Berkeley och seniorförfattare till studien. Vi såg i huvudsak molnaktiviteten sjunka inom några månader, beskrev hon.

Nu fyra år senare visar de senaste bilderna vi tog i juni att molnen ännu inte har återgått till sina tidigare nivåer, skriver Erandi Chavez, doktorand vid Center for Astrophysics | Harvard-Smithsonian (CfA) i Cambridge, Massachusetts som ledde studien när hon var astronomistudent vid UC Berkeley. Detta är extremt spännande och oväntat eftersom Neptunus tidigare period med låg molnaktivitet inte alls var lika långvarig.

För att övervaka utvecklingen av Neptunus utseende analyserade Chavez och hennes team Keck-observatoriets bilder tagna från 2002 till 2022, Hubble Space Telescopes arkiverade observationer med början från 1994 och data från Lick Observatory i Kalifornien från 2018 till 2019. Under de senaste åren har Keck-observationerna kompletterats med bilder tagna som en del av Twilight Zone-programmet och  Hubbles Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) –program har också använts.

Bilderna avslöjar ett spännande mönster av säsongsförändringar i Neptunus molntäcke och solcykeln - den period då solens magnetfält vänder vilket sker vart 11: e år då det blir trassligt likt en garnboll. Det är då antalet solfläckar och ökande solflare-aktivitet sker. När cykeln fortskrider bygger solens stormiga beteende till ett maximalt läge tills magnetfältet åter vänder polariteten. Därefter lugnar sig solen igen till ett minimum av solfläckar och solflares och en ny cykel börjar. 

 Forskargruppen fortsätter att spåra Neptuns molnaktivitet. Vi har sett fler moln i de senaste Keck-bilderna som togs under samma tid som NASA: s James Webb Space Telescope observerade planeten; dessa moln sågs särskilt på nordliga breddgrader och på höga höjder, vilket förväntas om man ser ett samband till observerade ökningen av solens UV-flöde under de senaste cirka 2 åren, säger de Pater.

De kombinerade data från Hubble, Webb Space Telescope, Keck Observatory och Lick Observatory kommer att möjliggöra ytterligare undersökningar av fysiken och kemin som leder till Neptunus dynamiska utseende vilket i sin tur kan bidra till att fördjupa astronomernas förståelse inte bara av Neptunus utan också av exoplaneter eftersom många av planeterna utanför vårt solsystem tros ha Neptunusliknande egenskaper. Resultaten från studien  publicerades i tidskriften Icarus.

Man kan ha funderingar på hur mycket solflares och solfläckar har på Jorden som ligger mycket närmre solen än Neptunus då det ger synbara effekter ändå ut till Neptunus (dock är dessa ej förstådda i dag om hur effekterna kan ske).

Bild vikipedia då Voyager 2 för första gången fotograferade molnskuggor på en annan planet här Neptunus. Det var den 25 augusti 1989.

Ett oförklarat samband finns mellan kosmisk strålning och jordbävningar

 

Det finns en tydlig statistisk korrelation mellan global seismisk aktivitet utifrån förändringar i intensiteten av kosmisk strålning som registreras vid ytan på Jorden. Överraskande uppvisar den en periodicitet som undgår entydig fysisk tolkning. Men som potentiellt kan hjälpa till att förutsäga jordbävningar om vi förstår sambandet.

Starka jordbävningar resulterar vanligtvis i mänskliga offer och stora materiella förluster. Tragedins omfattning skulle kunna minskas avsevärt om vi kunde förutsäga tid och plats för en annalkande jordbävning.

I CREDO-projektet  vilket initierades 2016 av Institutet för kärnfysik vid den polska vetenskapsakademin (IFJ PAN) i Krakow, försöker man verifiera hypotesen att jordbävningar potentiellt kan förutsägas genom att observera förändringar i kosmisk strålning.

Statistiska analyser har visat att det finns ett samband mellan de två fenomenen, de uppvisar egenskaper som ingen hade förväntat sig.

Det internationella CREDO-projektet (Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory) är ett virtuellt kosmiskt strålningsobservatorium öppet för alla som samlar in och bearbetar data inte bara från sofistikerade vetenskapliga detektorer utan också från ett stort antal mindre detektorer, bland vilka CMOS-sensorerna i smartphones leder vägen (för att förvandla en smartphone till en kosmisk stråldetektor, installera bara den kostnadsfria CREDO Detector-appen).  

En av Credos huvuduppgifter är att övervaka globala förändringar i flödet av sekundär kosmisk strålning som når Jordens yta. Denna strålning produceras i jordens stratosfär mest intensivt inom det så kallade Regener-Pfotzer-maximumet där partiklar av primär kosmisk strålning kolliderar med gasmolekyler i atmosfären och initierar kaskader av sekundära partiklar.

Vid första anblicken kan tanken att det finns en koppling mellan jordbävningar och kosmisk strålning i sin primära form som når oss främst från solen och rymden verka mystisk. Men de fysiska grundvalarna är rationella beskriver Dr. Piotr Homola (IFJ PAN och AstroCeNT CAMK PAN) koordinator för CREDO och försteförfattare till artikeln i Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.

Huvudidén utgår från observationen att virvelströmmar i vår planets flytande kärna är som genererar jordens magnetfält. Detta fält böjer vägarna för laddade partiklar av kosmisk strålning som kommer in mot jorden. Således om stora jordbävningar är förknippade med störningar i materiens flöden som driver jordens dynamo skulle dessa störningar förändra magnetfältet vilket i sin tur skulle påverka spåren av partiklarna av primär kosmisk strålning på ett sätt som beror på dynamiken i störningarna i vår planet.

Markbaserade detektorer bör därför upptäcka vissa förändringar i antalet sekundära kosmiska strålpartiklar som detekteras.

CREDO-fysiker analyserade kosmisk strålningsintensitets data från två stationer i Neutron Monitor Database-projektet (samlat in under det senaste halvseklet)  och Pierre Auger-observatoriet 

 

(samlat in sedan 2005). Valet av observatorier bestämdes av det faktum att de ligger på båda sidor av ekvatorn och använder olika detektionsteknik. Analyserna omfattade förändringar i solaktiviteten något som beskrivs i databasen som upprätthålls av Solar Influences Data Analysis Centre. Nyckelinformation om jordens seismiska aktivitet hämtades i sin tur från U.S. Geological Survey-programmet. 

Analyserna utfördes med hjälp av flera statistiska tekniker. I varje fall under den studerade perioden, framkom en tydlig korrelation mellan förändringar i intensiteten av sekundär kosmisk strålning och den summerade storleken på alla jordbävningar med magnituder större än eller lika med 4. Viktigt är att denna korrelation bara blir uppenbar när kosmisk stråldata flyttas 15 dagar framåt i förhållande till seismiska data. Detta är goda nyheter eftersom det antyder möjligheten att upptäcka kommande jordbävningar i god tid.

Tyvärr framgår det inte av analyserna om det kommer att vara möjligt att identifiera platserna där själva jordbävningen kommer att ske.

Men om detta kan göras möjligt skulle mycket vara vunnet,

För mer fakta om studien se denna länk.

Bild pixabay.com