Coś pędzi ze Słońca w naszą stronę. Aż trzeszczy radio i pada łączność
Słońce właśnie przypomniało, że wchodzi w najbardziej nerwowy etap swojego cyklu aktywności.
Na jego powierzchni doszło do potężnego rozbłysku klasy X1.9, czyli jednego z najsilniejszych typów erupcji, jakie obserwujemy w promieniowaniu rentgenowskim. Zjawisko wystartowało z aktywnego obszaru oznaczonego jako AR4341 i osiągnęło swoje maksimum 18.01 o godzinie 18:09 czasu UTC.
Fala energii w postaci promieniowania dotarła do Ziemi praktycznie natychmiast, bo z prędkością światła. Skutek odczuli przede wszystkim operatorzy łączności radiowej po dziennej stronie planety. W pasmach wysokich częstotliwości pojawiły się silne zakłócenia, klasyfikowane jako poziom R3, ze szczególnie mocnym efektem nad Amerykami. Dla wielu użytkowników był to tylko chwilowy problem z łącznością, ale dla meteorologów kosmicznych to sygnał, że na scenę wchodzi coś znacznie poważniejszego.
Wraz z błyskiem ruszyła chmura plazmy
Najbardziej niepokojący element tej historii nie jest jednak sam rozbłysk, lecz to, co Słońce wyrzuciło razem z nim. Instrumenty monitorujące koronę gwiazdy zarejestrowały tzw. koronalny wyrzut masy (CME), który rozszerza się w przestrzeni niczym biały pierścień obejmujący całą tarczę Słońca. Taki obraz, określany jako pełna aureola, oznacza, że chmura plazmy w pewnej części jest skierowana w stronę Ziemi.
Modele propagacji, czyli matematyczne reprezentacje opisujące, jak sygnały przemieszczają się w przestrzeni, pokazują, że ta porcja naładowanej materii może dotrzeć do naszej magnetosfery w ciągu najbliższych kilkunastu godzin. Prognozy pogody kosmicznej wskazują, że jeśli parametry CME okażą się sprzyjające, możliwa jest silna burza geomagnetyczna na poziomie G3, a nawet G4 w pięciostopniowej skali. To oznacza nie tylko bardzo jasne zorze polarne, sięgające daleko poza wysokie szerokości, ale także duże wyzwanie dla satelitów i systemów nawigacyjnych.
Wszystko rozstrzygnie wektor Bz
Choć CME wygląda na ogromną, rozmytą chmurę gazu, fizycy interesują się przede wszystkim tym, jak ustawione jest w niej pole magnetyczne. W prognozach pojawia się parametr Bz, opisujący jego kierunek w osi północ-południe.
Jeżeli Bz będzie skierowany na południe, przeciwstawnie do średniego kierunku ziemskiego pola magnetycznego, linie pola łatwiej zaplątają się ze sobą. Taka konfiguracja działa jak otworzone drzwi: energia i cząstki ze Słońca mogą swobodnie wnikać do magnetosfery, powodując gwałtowne zaburzenia. Wtedy szansa na silną burzę geomagnetyczną gwałtownie rośnie.
Jeśli natomiast Bz okaże się dominująco północny, ziemskie pole zadziała dosłownie jak zamek błyskawiczny. Część energii zostanie odbita lub rozproszona, a potencjalnie spektakularne wydarzenie w praktyce ograniczy się do umiarkowanych efektów. Często zdarza się również, że CME niesie naprzemiennie fragmenty pola skierowanego na południe i na północ. W takim przypadku aktywność geomagnetyczna przybiera pulsujący, przerywany charakter: okresy wzmożonej burzy przeplatają się ze spokojniejszymi godzinami.
Tego, jaki dokładnie układ niesie ze sobą obecna chmura plazmy, dowiemy się dopiero wtedy, gdy minie ona sondy monitorujące wiatr słoneczny na przedpolu Ziemi. To właśnie wtedy rozpoczną się naprawdę nerwowe minuty dla ośrodków prognoz pogody kosmicznej.
Potencjalne skutki: od GPS po zorze nad średnimi szerokościami
Jeżeli CME uderzy w ziemską magnetosferę z odpowiednim kierunkiem pola magnetycznego, w górnych warstwach atmosfery dojdzie do dużego zasilenia energią. Część skutków będzie negatywna, a część spektakularnie piękna.
Po stronie ryzyka znajduje się przede wszystkim infrastruktura orbitalna. Satelity mogą doświadczać chwilowych błędów w elektronice, utraty części sygnałów czy zaburzeń w pracy instrumentów pomiarowych. Zwiększony napływ cząstek powoduje także podniesienie gęstości górnej atmosfery, co przekłada się na większy opór dla obiektów na niskich orbitach i konieczność częstszej korekty ich położenia.
Burze geomagnetyczne potrafią również pogorszyć dokładność systemów nawigacyjnych opartych na sygnale satelitarnym, a w skrajnych przypadkach wywołać problemy w naziemnych sieciach energetycznych, zwłaszcza na wysokich szerokościach geograficznych.
Z drugiej strony dla obserwatorów nieba to doskonała szansa na wyjątkowy pokaz. Przy burzach rzędu G3-G4 zorze polarne mogą przesunąć się znacznie bliżej regionów umiarkowanych, pojawiając się nad obszarami, gdzie na co dzień są rzadkością. Warunkiem jest jednak pogodna, ciemna noc i odpowiednio mocny impuls z magnetosfery.
Co wiemy, a czego jeszcze nie?
Na tym etapie scenariusze są dwa. W pierwszym CME okazuje się dobrze ustawiona i przynosi długotrwały, południowy kierunek pola magnetycznego. Wtedy w prognozach pojawi się silna burza geomagnetyczna, a portale społecznościowe szybko zapełnią się zdjęciami zórz z miejsc, w których zwykle nikt ich nie wypatruje.
W innym scenariuszu pole magnetyczne chmury plazmy będzie miało konfigurację mniej sprzyjającą wymianie energii z ziemskim polem. Burza okaże się słabsza, a zjawisko pozostanie przyciągającą uwagę, ale jednak umiarkowaną fluktuacją pogody kosmicznej.
Przeczytaj także:
Niepewność jest tu wbudowana w samą naturę zjawiska. CME to struktury rozległe, niejednorodne i złożone, a ich parametry poznajemy naprawdę dobrze dopiero wtedy, gdy docierają w bezpośrednie okolice Ziemi. Właśnie dlatego najbliższe godziny będą kluczowe. Jest to czas, gdy sondy monitorujące wiatr słoneczny zaczną rejestrować pełny profil zbliżającej się chmury.
