Rozbłysk klasy X9.3 z CME skierowanym ku Ziemi (06.09.17)

Niesamowite, trudne do uwierzenia, wywołujące ciarki na plecach, ale jednak prawdziwe! Zapamiętajmy ten dzień - 6 września 2017 roku, na kilka godzin przed oczekiwanym uderzeniem koronalnego wyrzutu masy z poniedziałkowego rozbłysku klasy M5.5, który może zaowocować silną burzą magnetyczną kategorii G3, obszar aktywny 2673 wyprodukował najbardziej energetyczny rozbłysk 24. cyklu aktywności słonecznej będący jednocześnie pierwszym tak potężnym zjawiskiem obserwowanym po ziemskiej stronie Słońca od niemal idealnie 12 lat! 7 września 2005 roku doszło do rozbłysku klasy X17, mającego miejsce już podczas fazy spadkowej poprzedniego 23. cyklu aktywności słonecznej. Dziś ponownie, w ponad trzy lata od kresu maksimum 24. cyklu aktywności słonecznej jesteśmy świadkami epizodu najwyższej aktywności słonecznej w spadkowym etapie bieżącego cyklu, epizodu który może potencjalnie zaowocować pierwszą burzą magnetyczną z górnego krańca skali. Czas na wstępne opracowanie rozbłysku dekady!

Obszar aktywny 2673 nie zdążył się uspokoić po swoich wyczynach z poniedziałku czyniąc to, o czym wspominałem na zakończeniu poprzedniego tekstu z 5 września. Dziś, 6 września o godz. 11:10 CEST wyemitował on swój najsilniejszy jak dotąd rozbłysk klasy X2.2 w zakresie rentgenowskim będącym pierwszym tak znacznym rozbłyskiem w roku 2017. Zjawisku nie towarzyszyło jednak CME. Zanim rozbłysk zdążył się zakończyć, poziom emisji rentgenowskiej w obszarze aktywnym 2673 ponownie zaczął się piąć w górę do poziomów nie obserwowanych od 2005 roku - o godz. 14:02 CEST nastąpiło maksimum rozbłysku klasy X9.3 będącego najpotężniejszym wydarzeniem w aktywności słonecznej od 12 lat po stronie Słońca skierowanej na Ziemię, które z całkowitą pewnością będzie geoefektywne w pełnym tego słowa znaczeniu. Zjawisko wywołało momentalnie trwający ponad 1,5 godzinny, silny blackout fal radiowych HF poziomu R3 na osłonecznionej części Ziemi, głównie nad Europą, Afryką i Oceanem Atlantyckim, zaistniała także emisja radiowa typu II o prawie nigdy nie rejestrowanej dotąd w tym cyklu słonecznym prędkości 1969 km/sek. Tym razem w trakcie rozbłysku doszło do uwolnienia koronalnego wyrzutu masy, który okazał się niezwykle potężny i rozległy typu full-halo o wysokiej gęstości i prędkości erupcji około 1700 km/sek., a co ważne dla obserwatorów zórz polarnych, z uwagi na pozycję obszaru 2673 na tarczy słonecznej, wyrzut ten posiada skierowanie ku Ziemi - z uwagi na brak kompletu obrazów z koronografu LASCO nie można ocenić, czy jest ono bezpośrednie czy boczne, jednakże przy tak potężnym rozbłysku i wysokiej energii uwolnienia CME nawet uderzenie bocznej jego części powinno okazać się bardzo znaczące. Innymi słowy - takie kolejne uwolnienie CME w krótkim czasie, poruszające się znacznie szybciej od pierwszego, może zapewnić nam jeden z dłuższych maratonów z burzą magnetyczną w jednym tygodniu odkąd rozpoczął się 24. cykl aktywności słonecznej. Dodatkowo należy pamiętać, że obszar aktywny 2673 nie musiał powiedzieć jeszcze ostatniego słowa - wprawdzie jego pozycja na tarczy słonecznej staje się już mniej korzystna, ale przy odpowiednio rozległych CME jeszcze jutrzejsze zjawiska w przypadku wystąpienia wciąż mogą być fragmentarycznie kierowane w stronę Ziemi. Obszar 2673 pozostaje bardzo wybuchową grupą plam o niestabilnym polu magnetycznym beta-gamma-delta posiadającą w dalszym ciągu znaczny potencjał emisji bardzo silnych rozbłysków klasy M i X, które z powodu zwartości plam w tym obszarze i częstej rekoneksji linii pól magnetycznych poszczególnych plam o odmiennej biegunowości są w kolejnych 24 godzinach niemal pewne.

Biorąc pod uwagę potęgę rozbłysku nie tylko w kontekście maksimum strumienia rentgenowskiego, ale też czasu jego utrzymywania się w klasie X oraz charakter i wysoką prędkość uwolnienia CME, mamy do czynienia ze zjawiskiem będącym potencjalnym kandydatem do wywołania co najmniej ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4, która ma szansę zaistnieć po uderzeniu tego CME prawdopodobnego już z czwartku na piątek. Nieśmiało, choć znowu z solidnymi podstawami do takiego przypuszczenia, być może jesteśmy w przededniu pierwszej w tym cyklu słonecznym ekstremalnej burzy magnetycznej kategorii G5. Traktujcie to jako moją ocenę na podstawie swoich dotychczasowych obserwacji zjawisk z tego i poprzedniego cyklu, a nie oficjalny komunikat od agencji SWPC - choć wszystko wskazuje na to, że jutro będzie on podobny. To jednak nie koniec. To rzadki w tym cyklu słonecznym przypadek przypadek, w którym musimy zwrócić uwagę na kilka innych okoliczności jeszcze bardziej obiecujących dla osób spragnionych widowiskowych zórz polarnych. Po kolei:

1) Zanim dotrze do nas CME z rozbłysku klasy X9.3, czeka nas uderzenie wyrzutu z rozbłysku klasy M5.5 z 4 września, spodziewane 06.09 około 18:00 CEST +/- 7 godzin, będące kandydatem do wywołania silnej burzy magnetycznej kategorii G3. Obecnie wiemy, że nastąpi ono później względem środkowego punktu okna czasowego, które już minęło i nie przyniosło zmian w warunkach wiatru, poza dalszym utrzymywaniem się podwyższonego strumienia protonów świadczącego o dalszym zbliżaniu CME.

2) Droga w przestrzeni kosmicznej na linii Słońce-Ziemia zostanie uprzednio "wyczyszczona" poprzednim wyrzutem koronalnym sprawiając, że stopień wytracenia prędkości CME z rozbłysku klasy X9.3 powinien być bardzo niewielki przekładając się tym samym na większą energię uderzenia w magnetosferę.

3) Jest niemal niemożliwe, aby w tak krótkim czasie od uderzenia pierwszego CME magnetosfera zdołała się uspokoić, a stan pogody kosmicznej powrócić do warunków ciszy, zatem uderzenie drugiego wyrzutu najprawdopodobniej nie rozpocznie wzburzania pogody kosmicznej od zera, ale od już uprzednio trwającej burzy magnetycznej, powodując zarówno jej wzmożenie, jak i zapewniając jej przedłużenie czasu trwania, który w takiej sytuacji, znając podobne przypadki z poprzedniego cyklu może się rozciągnąć nawet na 2-3 doby zanim warunki powrócą do niskich wartości.

4) Nałożenie się w krótkim czasie obydwu CME w okolicach Ziemi - słabszego z rozbłysku klasy M5.5 i jednego z najpotężniejszych CME w tym cyklu - z rozbłysku klasy X9.3 wywołać może jeszcze solidniejsze wzmożenie siły pola magnetycznego wiatru słonecznego [pkt. 13], co tym bardziej uprawdopodobniać może scenariusz zaistnienia wymarzonej dla nas burzy magnetycznej z górnego krańca skali, na podobieństwo zjawisk poprzedzających trwającą blisko 3 doby burzę G5 z 29-31.10.2003 roku.

5) O "gotowości zorzowej" naturalnie przedłużonej na kolejne 3 noce i możliwości zaistnienia widowiskowych zórz polarnych nad całą Polską nawet nie ma co w tym przypadku gdybać, ponieważ przy tak energetycznych zjawiskach na Słońcu, barwne światła tego wspaniałego fenomenu astronomicznego powinny objąć swoim zasięgiem większość Europy po niższe szerokości geograficzne.

6) Jeśli zaś dodamy do tego "efekt równonocy", który w tym przypadku musi zadziałać, efekt sprawiający, że nawet słabe CME są w stanie w tym okresie roku wywoływać większą aktywność geomagnetyczną - nie będzie przesadą napisanie, że czekają nas emocje z najskrytszych marzeń każdego obserwatora aktywności słonecznej i zórz polarnych.

Warto przy okazji tego gdybania wspomnieć wydarzenie z połowy lipca 2012 roku, mogące równać się ze zdarzeniem Carringtona, o czym już dawniej pisałem. Nie piszę oczywiście o możliwej powtórce, bo na tle tamtego historycznego rozbłysku dzisiejszy jest bardzo średni, ale mimo wszystko trudno oprzeć się pewnym porównaniom, o które się tu prosi. 5 lat temu do porównywalnego wyrzutu koronalnego poprzedzonego energetycznym rozbłyskiem doszło w momencie przechodzenia emitującej go grupy plam przez niedostrzegalną z perspektywy Ziemi półkulę słoneczną. CME zostało uwolnione z prędkością nieco ponad 2000 km/sek. i osiągnęło sondę STEREO-A po 18 godzinach. Było ono poprzedzone dwoma innymi wyrzutami koronalnymi, które oczyściły mu drogę redukując poziom wytracenia prędkości i przekładając to na większą energię uderzenia w sondę. Wnioski wyciągnięte przez heliofizyków wskazały, że w przypadku uwolnienia takiego CME w kierunku Ziemi, w sytuacji gdy uderzenie nastąpiłoby po dotarciu do naszej planety jeszcze poprzedniego CME, wiązałoby się to w lipcu 2012 z doświadczeniem burzy magnetycznej na miarę zdarzenia Carringtona - tyle, że wówczas wyrzuty koronalne zaszły po zupełnie przeciwnej stronie Słońca bez szans na choćby muśnięcie Ziemi.

Tym razem energiczny wyrzut koronalny podąża ku Ziemi, a przed nim oczekujemy uderzenia pierwszego, również solidnego wyrzutu mogącego przynieść silną burzę magnetyczną kategorii G3. Czyżby Słońce dziś nam rzekło - tym razem nie chybię, Błękitna Planeto? Cóż, pora grzać aparaty. Do pełni szczęścia brakuje pogodnego wyżu i bezksiężycowych nocy, ale przy tak energetycznych rozbłyskach i CME im towarzyszących, aktywność geomagnetyczna zapowiada się tak wysoka, że wpływ Księżyca nie powinien mieć większego znaczenia na utrudnianie obserwacji. Więcej obaw dają nam prognozy zachmurzenia - uczulam jednak by nawet w przypadku pesymistycznych wyliczeń modeli numerycznych nie rezygnować z obserwacji przy takich prognozach pogody kosmicznej. Nawet duże zachmurzenie może pozwolić na sukces, jeśli tylko od północnej strony nieba występować będą choćby sporadyczne i krótkotrwałe rozpogodzenia. Z kolejną nocą rozpogodzeń powinno przybywać, a co ważne, burze magnetyczne wywołane tak silnymi zjawiskami następującymi jedno za drugim zazwyczaj nie kończą się po jednej czy dwóch dobach. Tak więc mimo wszystko, czuwajmy w gotowości.

Aktualizacje tekstu wraz z rozwojem sytuacji ukazywać się będą tu na bieżąco. W czwartek uzupełnię tekst również o komentarz do obrazów z koronografu LASCO na pokładzie sondy SOHO znajdującej się na linii Słońce-Ziemia, których kompletu możemy oczekiwać dopiero w nocy ze środy na czwartek.

AKTUALIZACJA 07.09 / 19:30 CEST

Po przesłaniu na Ziemię kompletu danych z koronografów LASCO można już z całkowitą pewnością potwierdzić wnioski płynące z pierwszych, przytoczonych wyżej danych ze STEREO-A. Koronalny wyrzut masy typu full-halo posiada bardzo wyraźną część skierowaną ku Ziemi, przy prawdopodobnym rozminięciu od południowego zachodu z linią Słońce-Ziemia głównej części wyrzutu. Z perspektywy Ziemi, jak można wnioskować z danych LASCO C3, część CME, która pędzi wprost w naszym kierunku, jest również wyraźna i z pewnością nie najsłabsza - nawet po wschodniej stronie przysłoniętej na zdjęciach tarczy słonecznej widoczne jest rozpraszanie wyrzutu w jego skrajnych fragmentach, co na 100% zagwarantuje nam uderzenie CME w magnetosferę. Gwarancji nie mamy jednak co do efektów geomagnetycznych, jakie ono wywoła. Dodatkowe opisy do poniższych materiałów po najechaniu kursorem na miniaturkę, dalszy ciąg komentarza poniżej.

 

Oceniając ruch CME na kolejnych obrazach z LASCO i jego prędkość uwolnienia wynoszącą ponad 1700 km/sek. czyniącą go jednym z szybszych wyrzutów w tym cyklu, posiadających co najmniej częściowe skierowanie ku Ziemi, uderzenie powinno okazać się znaczące. Model WSA-Enlil [pkt. 15-16] prognozujący ruch wiatru słonecznego i koronalnych wyrzutów masy szacuje, że CME z rozbłysku klasy X9.3 uderzy w Ziemię w piątek 8 września około godz. 14:00 CEST (+/- 7 godzin) przynosząc wzrost prędkości wiatru do około 700 km/sek. Co ciekawe, mimo prognozowanej niewielkiej jak na powyższe okoliczności gęstości w okolicach 20 protonów/cm³, model prognozuje rozciągnięcie w czasie na co najmniej 14 godzin (do 04:00 CEST 9 września) okres zachodzenia najwyższej prędkości wiatru, który - o ile osiągnie sugerowany poziom lub go przekroczy, a skierowanie i natężenie jego pola magnetycznego będą nam sprzyjać, powinien dzięki temu wyraźniej i dłużej wzmacniać aktywność geomagnetyczną. SWPC w efekcie uderzenia tego CME prognozuje zaistnienie co najmniej silnej burzy magnetycznej kategorii G3 możliwej zarówno 8 jak i 9 września. Z kolei belgijski instytut SIDC wyszedł z dość rozległymi szacunkami od silnego do ekstremalnego wzburzenia aktywności geomagnetycznej. Zakładając trafienie "oficjalnych" prognoz, choćby w najmniej sprzyjającym scenariuszu powinna rozwinąć się silna burza gwarantująca obecność zórz polarnych nad umiarkowanymi szerokościami geograficznymi odpowiadającymi nawet południowej Polsce. Wszystko wskazuje na to, że noc z piątku na sobotę będzie najbardziej emocjonującą jak dotąd nocą w pogodzie kosmicznej w 2017 roku.

Kolejne komentarze w aktualizacjach publikowanych wraz z rozwojem sytuacji.

AKTUALIZACJA 08.09 / 15:30 CEST

Ponad 14 godzin szybciej od prognozy modelu WSA-Enlil, koronalny wyrzut masy z rozbłysku klasy X9.3 uderzył w Ziemię! CME dotarło w nocy z 7 na 8 września o godz. 00:29 CEST po półtoradniowym sunięciu ku naszej planecie.

Zgodnie z powyższym komentarzem, a solidniej od prognozy SWPC, uderzenie CME okazało się bardzo silne i momentalnie wywołało ciężką burzę magnetyczną kategorii G4 (Kp=8), obejmującą swoim zasięgiem nawet niskie szerokości geograficzne. Wraz z dotarciem wyrzutu, siła pola magnetycznego wiatru słonecznego wzrosła z 6 do 34nT, przy ostrym i stabilnym skoku skierowania pola (Bz) na korzystnie południowe do wartości -32nT, przy wzroście prędkości wiatru z 480 do ponad 700 km/sek. i gęstości rosnącej z 8-10 do 30-40 protonów/cm³. Przy takiej wartości Bt i silnie południowym Bz magnetosfera nie mogła odpowiedzieć inaczej jak potężnym rozwojem aktywności geomagnetycznej. W ciągu sześciogodzinnego epizodu z burzą kategorii G4, sporadyczne rozpogodzenia nad Polską od razu przyniosły sukces - na skrzynkę mailową oraz fejsbukowy profil bloga szybko napłynęły pierwsze relacje i zdjęcia z Wielkopolski. Po sześciu godzinach, od 05:00 CEST burza osłabła do kategorii G1, jednak zorze polarne w krajach, w których trwała wówczas noc, nadal były obserwowalne z szerokości umiarkowanych.

Przez blisko godzinę (~06:30 CEST) rejestrowana prędkość wiatru w otoczeniu Ziemi osiągała sporadycznie okolice 950-1000 km/sek. obserwowane dotąd w 24. cyklu aktywności słonecznej tylko 2 razy. Niestety momenty tych skoków prędkości pokryły się z okresowym przejściem skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego na północne, kiedy to burza posiadała słabą kategorię G1. Gdyby składowa Bz utrzymała się w momencie prędkości powyżej 950 km/sek. przy silnych ujemnych wartościach, najpewniej obserwowalibyśmy pierwszą w tym cyklu burzę magnetyczną kategorii G5. CME z pewnością nie powiedziało jeszcze ostatniego słowa.

Obecnie prędkość wiatru słonecznego rejestrowana przez sondę DSCOVR uległa kolejnemu podwyższeniu i przekracza 750 km/sek., przy ponownym pogłębieniu południowego skierowania pola magnetycznego Bz do około -15nT wzmacniającego aktywność burzy. Od godz. 15:04 CEST ponownie obserwujemy ciężką burzę magnetyczną kategorii G4 - zorze polarne w tym momencie obejmują swoim zasięgiem całą Polskę i wiele krajów Europy Środkowej - niestety z jednej strony mamy godziny dzienne i musimy z wielkimi emocjami oczekiwać na zmierzch, z drugiej - wciąż znaczna większość kraju przykryta jest zachmurzeniem. Pozostaje ściskać kciuki za utrzymanie się tak ciężkiej burzy i za wystąpienie liczniejszych niż noc wcześniej rozpogodzeń. Przy obecnie obserwowanej intensyfikacji warunków wiatru słonecznego w nacierającym na Ziemię CME, należy w kolejnych godzinach oczekiwać kontynuacji ciężkiej burzy magnetycznej bądź również jej spotęgowania do kategorii ekstremalnej, w razie następnego skoku prędkości i dalszego jeszcze bardziej południowego skierowania pola magnetycznego wiatru.

AKTUALIZACJA 08.09 / 19:30 CEST

Od wschodniej granicy zapada zmrok nad pierwszymi polskimi regionami. Burza magnetyczna w dalszym ciągu ma się dobrze i w chwili obecnej osiąga silną kategorię G3 niezmiennie przynosząc aktywność zórz polarnych nad umiarkowane szerokości geograficzne, w tym Polskę. Oceniając zdjęcia z satelity EUMETSAT widać wyraźnie, że największe szanse na rozpogodzenia - i to znaczące - mają województwa południowe i południowo-wschodnie. Najpewniej to z tych zakątków pojawią się niebawem kolejne relacje potwierdzające obecność zorzy polarnej - o ile burza dotrwa na obecnych warunkach do większego pociemnienia nieba.

Analizując obecnie napływające z DSCOVR dane, główna składowa informująca o całościowym potencjale wiatru słonecznego do wzburzania aktywności burzy w danym momencie - a więc natężenie całkowite (Bt - krzywa biała) pola magnetycznego w CME kształtującym warunki pogody kosmicznej wprawdzie zmniejszyło się do około 8nT, jednak skierowanie pola (Bz - krzywa czerwona) pozostaje stabilnie korzystne - południowe przy wartościach około -7nT. Normalnie mówilibyśmy o zbyt słabym skierowaniu Bz ku ujemnym wartościom dla wywoływania znaczącej aktywności geomagnetycznej, jednak przy utrzymującej się wysokiej prędkości wiatru w okolicach 750 km/sek., a momentami ją przekraczającej, w najbliższym czasie pogoda kosmiczna na pewno pozostawać będzie bardzo burzowa.

AKTUALIZACJA 08.09 / 21:00 CEST

Widoczne na bieżących danych z DSCOVR osłabienie natężenia pola magnetycznego (Bt) wiatru słonecznego do 5nT zmniejsza jak na razie potencjał CME do generowania silniejszych zaburzeń w magnetosferze, a skierowanie pola (Bz) choć wciąż południowe, nie jest już tak ujemne jak wcześniej i wynosi w tej chwili -4nT - w efekcie aktualnie mamy do czynienia z epizodem słabej burzy kategorii G1. Teoretycznie przynosi ona zbyt słabą aktywność zórz polarnych dla naszych szerokości geograficznych, w praktyce zjawisko to było niekiedy obserwowane również i przy tej słabej kategorii. Na razie jednak raporty o widoczności zjawiska nie pojawiły się - zapewne także z uwagi na fakt, że jedynie południowe regiony mogą teraz liczyć na rozpogodzone niebo. Prędkość wiatru nie ulega większym zmianom i pozostaje wysoka w okolicach 750 km/sek. Traktujmy to jako przedłużanie szansy na ponowne rozleglejsze występowanie zórz w chwilach gdy natężenie i skierowanie pola magnetycznego wiatru słonecznego staną się bardziej korzystne. W którym momencie nocy się to stanie jest poza możliwością prognozowania z uwagi na całkowitą nieprzewidywalność zmian w Bt i Bz. Mimo osłabienia burzy, kolejne epizody z silną aktywnością geomagnetyczną najbliższej nocy nadal są prawdopodobne.

AKTUALIZACJA 08.09 / 22:30 CEST

Warunki wiatru nie ulegają dalszemu osłabianiu - składowa Bt utrzymuje się na poziomie 6nT, skierowanie pola magnetycznego Bz południowe rzędu -5nT, jednak prędkość wiatru okresowo wzrasta do 770 km/sek. Od godz. 22:14 CEST aktywność burzy wzrosła do umiarkowanej kategorii G2 wiążącej się już z realnym prawdopodobieństwem ponownego występowania zórz polarnych nad umiarkowanymi szerokościami geograficznymi. Czytelnicy mający aktualnie pogodne niebo przynajmnej od północnej strony powinni co pewien czas dokonywać klkunasto-kilkudziesięcio sekundowych ekspozycji fotograficznych północnego horyzontu z uwagi na co najmniej 50%  prawdopodobieństwo występowania zorzy. Przy tak korzystnie utrzymującej się wysokiej prędkości wiatru, każde wzmożenie składowych Bt i Bz może łatwo wzmacniać aktywność geomagnetyczną w kolejnych godzinach.

AKTUALIZACJA 09.09 / 13:20 CEST

W wyniku braku ponownego zwiększenia natężenia pola magnetycznego wiatru słonecznego i utrzymującego się skierowania przy wartościach bliskich zeru, aktywność geomagnetyczna wygasła około godz. 02:00 CEST zamykając okres z najsilniejszą burą magnetyczną w 2017 roku i jedną z pięciu najsilniejszych w 24. cyklu aktywności słonecznej. Obecnie warunki wiatru ulegają dalszemu wygasaniu, natężenie całkowite pola magnetycznego Bt jest słabe i wynosi już tylko 4nT, skierowanie Bz przeszło na półocne rzędu +3nT, prędkość wiatru spadła z maksymalnej wczoraj 770-790 km/sek. do 570 km/sek. W efekcie od blisko 12 godzin indeks Kp wynosi już mniej niż 4, świadcząc o uspokojeniu warunków pogody kosmicznej.

Opracowanie burzy magnetycznej wraz z fotografiami nielicznie zaobserwowanej zorzy polarnej nad Polską ukaże się na blogu w najbliższym czasie. Czytelnicy, którym poszczęściło się mimo dominacji zachmurzenia i zarejestrowali zorzę, a którzy chcieliby zaprezentować efekty swoich obserwacji szerszemu gronu w opracowaniu burzy, zachęcam do kontaktu i nadsyłania swoich zdjęć na kontakt@polskiastrobloger.pl lub zamieszczania ich na fejsbukowym profilu bloga, koniecznie ze wskazaniem lokalizacji, z której obserwacja została przeprowadzona.

Skrótowy komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona Solar Update

Warunki aktywności słonecznej i zórz polarnych na żywo wraz z objaśnieniami - podstrona Pogoda kosmiczna

Bądź na bieżąco ze zjawiskami astronomicznymi i zapleczem amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku lub GooglePlus.