6 Minutės
Trys koroninės masės išmetimai (CME) juda link Žemės trajektorijos, o šiuolaikiniai erdvės oro modeliai nurodo, kad jie gali susidurti tarpusavyje atvykdami. Kai vėlesnis, greitesnis CME apsiveja ankstesnį ir lėtesnį frontą, jie suaugina į vadinamuosius „kannibalinius“ CME — sudėtines koronines eždijas, kurios gali sustiprinti geomagnetinius padarinius ir sukurti ypač ryškias auros šviesas. Šiuo metu naudojami modeliai (pvz., ENLIL, EUHFORIA ir kiti MHD pagrindu veikiantys srautų simuliatoriai) leidžia sekti plazmos sklidimo greitį, magnetinį lauką ir sąveikas tarp atskirų eždijų; vis dėlto modelių rezultatai visada turi tam tikrą neapibrėžtumą dėl matavimo ribotumų ir lauko orientacijos jautrumo.
Kodėl šie CME elgiasi kaip kosminiai „kannibalai“
Koroninės masės išsiveržimai skiriasi savo greičiu, tankiu ir magnetinės struktūros orientacija. Vėlesnis eždis gali būti paleistas su didesne kinetine energija ir greičiu, todėl jis persekioja ankstesnį, lėtesnį plazmos frontą. Kai greitesnis CME pasiveja lėtesnį, vyksta keli svarbūs procesai: susidaro priekinis smūginis sluoksnis (šokas), plazmos srautai susispaudžia, magnetinės lauko linijos gali rekonektuoti, o dvi atskiros struktūros suartėja ir galiausiai susijungia į vieną didesnį kompleksą. Tokia sujungta struktūra dažnai turi stipresnę bendrą magnetinę energiją ir tankį, todėl ją pasiekus Žemę ji gali sukelti intensyvesnę geomagnetinę audrą nei kiekvienas atskiras CME atskirai.
Be to, geoefiektyvumas labai priklauso nuo magnetinio lauko komponento Bz (pietinis ar šiaurinis). Jei susijungusio CME viduje esantis magnetinis laukas orientuotas pietų kryptimi (Bz nukrypsta į pietus), tada magnetosfera Žemės ir Saulės lauko sąveika yra palanki energijos perdavimui per magnetinę rekonekciją — tai žymiai padidina audros stiprumą. Taip pat svarbu atskirti šoko priekinę „sheath“ zoną nuo pagrindinės CME struktūros: ši siaura, turbulentiška sritis prieš magnetinį „galiuko“ modelį dažnai ne mažiau pavojinga, nes joje gali būti staigių lauko ir srauto pokyčių, galinčių sukelti magnetosferos sutrikimus.
Fizinė „kannibalizmo“ mechanika apima keletą laiko mastelių: susidūrimas gali pakeisti eždijų formą, priversti lauko linijas susivynioti arba trumpam sustiprinti magnetinį lauką, o tai savo ruožtu keičia erdvės oro parametrus, su kuriais susiduria Žemė. Modeliuotojai naudoja duomenis iš SOHO, STEREO, ACE, DSCOVR, Parker Solar Probe ir kitų platformų, kad suskaitytų eždijų greičius, masę ir lauko komponentus; vis dėlto net ir geriausi modeliai gali netiksliai numatyti susijungimo vietą — tai lemia įvairių eždijų pradinių sąlygų ir tarpusavio sąveikų sudėtingumas.
Kaip tai susiję su 2024 m. gegužės G5 įvykiu
Spektaklinė G5 lygio geomagnetinė audra 2024 m. gegužę buvo sukėlta trijų susijungusių „kannibalinių“ CME. Šis įvykis aiškiai parodė, kaip keli komponentai gali susijungti ir kartu stipriai padidinti kosminės oro sąlygos poveikį Žemei: auros pasirodė toli nuo polisų, palydovų operatoriai pranešė apie laikinas anomalijas, o HF radijo ryšys kai kuriose zonose buvo sutrikęs. G5 skalė (pagal NOAA / SWPC) atitinka didžiausią galimą poveikį, kuriam būdinga plati auros zona, galimos plataus masto palydovų ir radijo paslaugų problemos bei padidinta rizika elektros tinklams regionuose, kurie yra ypač jautrūs MHD indukuotiems srovėms.
Tyrinėjant 2024 m. gegužės įvykį, mokslininkai išryškino kelis aspektus, kurie padėjo audrai tapti ypatingai stipria: artėjimas į Žemę vyko su itin dideliu greičių skirtumu tarp komponentų, o vidinis magnetinis laukas turėjo ilgą pietinę Bz fazę — tai leido išlikti ilgai trunkančiam energijos perdavimui į magnetosferą. Dėl to buvo patirta ne tik trumpalaikiai impulsai, bet ir ilgesnės trukmės magnetosferos sutrikimai, kurie paveikė radiosistemos, palydovus ir, vietomis, elektros tinklų operatorių darbą. Dabartinės prognozės rodo, kad naujoji trijų CME grupė gali susilyginti arba pasivyti viena kitą netoli Žemės orbitos, kas reiškia, jog galimas ir panašaus pobūdžio, laiko prasme ištęstas poveikis.
Ką tikėtis: auros, laikas ir saugumas
Jeigu modeliai pasitvirtins, naktinės valandos po susijungusių CME atvykimo gali uždekoti žvaigždėtą dangų auromis — tiek aurora borealis šiauriniuose platumose, tiek aurora australis pietiniuose. Tokios auros gali būti matomos žymiai toliau nuo polių nei dažniausiai, todėl net vidutinio pločio platumos gali sulaukti įspūdingų reginių. Daugumai stebėtojų tai bus saugus ir įspūdingas reginys: šviesos intensyvumas, spalvų paletė ir judesio dinamika dažnai suteikia kvapą gniaužiančius peizažus ir puikias galimybes astronomams mėgėjams ir profesionalams fotografuoti.
Vis dėlto reikia atsiminti, kad stiprios geomagnetinės audros turi ir praktinių, techninių pasekmių. Palydovai gali patirti orientacijos problemas arba laikinus elektronikos sutrikimus dėl padidėjusios radiacijos ir energingų dalelių srautų; GPS signalai gali prarasti tikslumą, o HF radijo ryšys gali būti nutrauktas, ypač per audros piko fazes. Elektros tinkluose labai ilgų laidų indukuojamos srovės gali sukelti papildomą apkrovą transformatoriams ir kitoms apsaugos sistemoms — todėl tinklų operatoriai dažnai aktyviai stebi situaciją ir, esant poreikiui, įjungia apsaugos priemones arba laikinai koreguoja apkrovas.
Agencijos, tokios kaip NOAA SWPC, Europos erdvės oro centrai ir regioninės observatorijos, nuolat stebi situaciją ir skelbia perspėjimus bei prognozes. Kosminių palydovų operatoriai, aviacijos ir navigacijos paslaugų teikėjai bei energetikos valdytojai turi parengtus veiksmų planus, kuriuos aktyvuoja padidėjus erdvinės oro rizikos lygiui. Viešieji pranešimai, įspėjimai ir rekomendacijos bus skleidžiami per oficialius kanalus — verta sekti šiuos pranešimus, jeigu gyvenate arba darbą atliekate jautriose infrastruktūrose.
Laikas, kada tikėtis poveikio, labai priklauso nuo kiekvieno CME pradinio greičio ir nuo to, kur susijungimas įvyks. CME skrydžio laikas nuo Saulės iki Žemės varijuoja nuo paros iki kelių dienų; susiliejusios sistemoms dažnai būna sudėtingesnė trajektorija, todėl prognozių laukeliai būna platesni. Dėl šių priežasčių modeliuotojai pateikia atnaujinimus kelis kartus per parą, o naujausi įrenginiai ir palydovai (pvz., DSCOVR arba ACE) teikia realaus laiko duomenis, leidžiančius tiksliau fiksuoti atvykimą ir koreguoti įspėjimus.
- Stebėkite oficialius perspėjimus iš erdvės oro centrų, tokių kaip NOAA SWPC, ESA erdvės oro tarnybos ar regioninės observatorijos — jie skelbia geomagnetinių audrų prognozes, įspėjimų lygius ir galimas pasekmes.
- Fotografams: pasiruoškite ilgesnėms ekspozicijoms, stabiliam trikojui, plataus kampo objektyvui ir šiltam drabužiui — naktinė stebėsena gali būti ilga ir vėsi. Taip pat verta praktiką atlikti prieš galimą auros naktį, kad būtų paruošti žinomi nustatymai, kuriuos greitai pritaikysite realiu laiku.
- Visiems: mėgaukitės reginiu saugiai — auros geriausiai matomos nutolstant nuo miesto šviesų ir miestų šviesos taršos. Jei esate atsakingas už jautrią infrastruktūrą arba dirbate su palydovais, užtikrinkite, kad būtų aktyvuotos atsargumo procedūros ir kad būtų sekami oficialūs techniniai pranešimai.
Laikykitės šilumos, saugokite techniką ir, jei dangus aiškus, išeikite ir mėgaukitės vienu didžiausių gamtos šviesos reginių. Nepamirškite, kad nors daugeliui auros yra gražus ir saugus reiškinys, intensyvios geomagnetinės audros reikalauja budrumo infrastruktūros valdytojams ir specialistams: tai yra proga pamatyti įspūdingą kosminį spektaklį, tačiau kartu priminimas apie mūsų technologijų sąsają su Saulės aktyvumu ir erdvių oro saugos svarbą.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą