Väittelijä kehitti uuden menetelmän geomagneettisten myrskyjen ennustamiseen (Väitös: MSc Dheyaa Ameri, 19.12.2019, fysiikka)
Aurinkomyrskyt vaikuttavat haitallisesti teknisiin järjestelmiin sekä avaruudessa että Maan päällä. MSc Dheyaa Ameri selvitti väitöskirjassaan geomagneettisten myrskyjen riippuvuutta Auringon koronan massapurkausten ominaisuuksista sekä suurienergiaisen hiukkassäteilyn yhteyksiä massapurkauksiin ja Auringon radiosäteilyyn. Lisäksi Ameri tutki mahdollisuutta käyttää hiukkashavaintoja geomagneettisten myrskyjen ennustamiseen.
Auringon koronan massapurkaukset ja suurienergiaiset hiukkaset ovat merkittävimmät syyt avaruussään aiheuttamiin ongelmiin. Massapurkausten magneettinen plasma saa Maan magnetosfääriin törmätessään aikaan geomagneettisia myrskyjä. Hiukkassäteily tunkeutuu satelliittien ohjauselektroniikkaan aiheuttaen toiminnallisia häiriöitä ja on vaaraksi ihmisen terveydelle avaruudessa.
– Koronan massapurkaukset ja suurienergiaisten hiukkasten määrän äkilliset kasvut liittyvät toisiinsa. Lähes valon nopeudella kulkevat hiukkaset saavuttavat Maan päivää tai kahta ennen hitaammin liikkuvaa magneettista plasmaa. Hiukkassäteilyä havaitsemalla voidaan saada ennakkovaroitus geomagneettisista häiriöistä, kertoo Turun yliopistossa väittelevä Dheyaa Ameri.
Maasta katsoen Auringon kiekon keskiosan alueelta tapahtuvat massapurkaukset aiheuttavat todennäköisimmin geomagneettisia myrskyjä. Laajassa tilastollisessa tutkimuksessa Ameri havaitsi vuonna 2008 päättyneen Auringon 11-vuotisen aktiivisuusjakson aikana kuuden kymmenestä tällaisesta massapurkauksesta johtavan voimakkaaseen geomagneettiseen myrskyyn.
– Vuonna 2008 alkaneen uuden aktiivisuusjakson aikana, jolloin auringonpilkkujen määrä on pysynyt huomattavan pienenä, geomagneettinen aktiivisuus on ollut harvinaisempaa ja heikompaa. Mahdollinen selitys on aurinkotuulen magneettisten ominaisuuksien muuttuminen Auringon aktiivisuusjaksosta toiseen, Ameri kertoo.
Hiukkashavaintoihin perustuva menetelmä geomagneettisten myrskyjen ennustamiseen
Auringon koronan massapurkauksen yhteydessä syntyy suurienergiaisia hiukkasia. Massapurkauksen planeettainvälisessä avaruudessa ajama shokki kiihdyttää myös hiukkasia, jotka havaitaan hiukkasvuon kasvuna shokin lähestyessä.
Hyödyntämällä Auringossa syntyvien ja shokin kiihdyttämien hiukkasten vuon kasvun aikaeroa ja shokin kiihdyttämien hiukkasten saavuttamaa suurinta energiaa Amerin väitöstutkimuksessa laadittiin malli, jonka avulla geomagneettisen myrskyn voimakkuus pystyttiin karkeasti ennustamaan.
– Pelkkiin aurinkotuulen ominaisuuksiin perustuviin menetelmiin verrattuna mallin etuna on huomattavasti pidempi varoitusaika myrskyn alkamiseen, väittelijä kertoo.
Ameri tutki Auringon hiukkaspurkausten intensiteetin ja energian riippuvuutta Auringon koronan massapurkausten, Auringon röntgensäteilyn ja samaan aikaan havaittavan radiosäteilyn luonteesta.
– Radiosäteilyn ominaisuuksien sekä radio- ja hiukkasäteilyn ajallisten yhteyksien perusteella hiukkaspurkaukset voitiin luokitella kahteen ryhmään, joiden ominaisuudet poikkesivat toisistaan. Tuloksia voidaan hyödyntää hiukkaspurkausten intensiteetin kasvunopeuden ja hiukkasten energiajakauman ennakoinnissa, jotka ovat merkittävimmät tekijät Auringon hiukkaspurkauksen vaarallisuutta arvioitaessa.
***
MSc Dheyaa Ameri esittää väitöskirjansa ”Investigation of Properties of Solar Energetic Particles and Geomagnetic Storms Related to Coronal Mass Ejections” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa torstaina 19.12.2019 klo 12.00 (Turun yliopisto, Quantum, Auditorium, Vesilinnantie 5, Turku).
Vastaväittäjänä toimii PhD Pertti Mäkelä (The Catholic University of America/NASA Goddard Space Flight Center, Yhdysvallat) ja kustoksena dosentti Eino Valtonen (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on fysiikka.
Väittelijän yhteystiedot: 046 667 1424, dahame@utu.fi
