GOTOWOŚĆ ZORZOWA 30-31.10.2021: Rozbłysk klasy X1.0 z CME skierowanym ku Ziemi

Czas na pierwsze poważniejsze emocje w ramach 25. cyklu aktywności słonecznej. 28 października o godz. 17:35 CEST grupa plam 2887 wygenerowała serię silnych rozbłysków, w tym najsilniejszy klasy X1.0 połączony z uwolnieniem imponującego koronalnego wyrzutu masy (CME). Z uwagi na położenie grupy 2887 w centrum tarczy słonecznej CME został skierowany ku Ziemi i powinien do nas dotrzeć w ostatnią sobotę października.

Do zjawiska doszło po dwóch słabszych - choć już także istotnych pod względem energii rozbłysków klasy M w tej samej grupie plam, jaka w dalszym ciągu pozostaje aktywna i kontynuuje przetaczanie się przez centralne okolice tarczy słonecznej na południe od równika. Rozbłysk klasy X1.0 jaki wczoraj uwolniła jest zarazem drugim rozbłyskiem najwyższej energii w ramach obecnego cyklu słonecznego (poprzedni 3 lipca br.), ale pierwszym klasy X, któremu towarzyszył koronalny wyrzut masy o korzystnym skierowaniu ku Ziemi. Rozbłysk momentalnie wywołał silny blackout radiowy poziomu R3 na osłonecznionej półkuli Ziemi, a chwilę po zjawisku rozpoczęła się trwająca do chwili obecnej słaba burza radiacyjna poziomu S1, co widzimy m.in. objawiającym się wzrostem szumów na zdjęciach z koronografów sondy SOHO umieszczonej między Słońcem a Ziemią. Rozbłyskowi towarzyszyła emisja radiowa typu II i IV będąca na ogół oznaką zaistnienia CME i tym razem nie było inaczej. Imponującej gęstości, rozpiętości i prędkości koronalny wyrzut masy został uwolniony niemal dokładnie w naszym kierunku i na podstawie obrazów z koronografów (plus wspomnianymi okolicznościami towarzyszącymi) można stwierdzić z całą pewnością, że Ziemia znajdzie się na jego drodze.

Z uwagi na wysoką energię rozbłysku CME został uwolniony ze znaczną prędkością i uderzenie w Ziemię nastąpić powinno już jutro, tj. sobotę 30 października, z możliwymi efektami przedłużonymi na minimum kolejną dobę. Biorąc pod uwagę energię rozbłysku i cechy wyrzutu widoczne na danych z SOHO i LASCO - zwłaszcza prędkość i gęstość, uderzenie CME może wywołać co najmniej silną burzę magnetyczną kategorii G3. Taką prognozę wystosowała SWPC, jednak jeżeli cechy wiatru słonecznego w CME, zwłaszcza natężenie pola magnetycznego (Bt) i skierowanie (Bz) okażą się dostatecznie sprzyjające wzrostowi aktywności geomagnetycznej nie można wykluczyć silniejszego wzburzenia warunków pogody kosmicznej. Z drugiej strony gdyby sprawdził się minimalny wariant prognozy i zaistniała "jedynie" silna burza magnetyczna kategorii G3 mielibyśmy i tak do czynienia z sytuacją, w jakiej gwarantowany zasięg widoczności zorzy polarnej poszerza się co najmniej do centrum Polski, a zazwyczaj także i nad jej południowe obszary. Zaktualizowany model WSA-Enlil przewiduje uderzenie bezpośrednie głównej części CME o wysokiej gęstości i prędkości w sobotę o godz. 16:00 UTC (18:00 CEST) - na samym początku nocy dla polskich obserwatorów i szerzej, Europy Środkowej.

Z tego tytułu na blogu zostaje wprowadzony stan gotowości zorzowej dla czytelników, który ma duże szanse stać się alarmem, jeżeli siła i skierowanie wiatru słonecznego w CME okażą się korzystne. Stan gotowości zorzowej obowiązuje na noc z 29/30.10 oraz  30/31 października jako bardziej realną opcję (uderzenie CME powinno nastąpić po około 48 godzinach od uwolnienia, zatem możliwe, że to noc z soboty na niedzielę stanie się kluczowa) - nie mniej gotowość warto zachować już z piątku na sobotę gdyby uderzenie nastąpiło szybciej (wówczas tym bardziej wzrosły by szanse na silną burzę).

Po lewej: animacja zdjęć z koronografu LASCO C3 na sondzie SOHO (widok z perspektywy Ziemi). Widoczne wyraźne CME typu partial-halo, o rozpiętości gwarantującej skierowanie ku Ziemi. Wyrzut został uwolniony ze średnią prędkością powyżej 1260 km/sek. choć w maksimum zarejestrowano wartości rzędu 1838 km/sek. To dość wysokie wartości jak na większość uwalnianych CME, ale daleko od rekordowych. Widoczne efekty dotarcia burzy radiacyjnej - bombardowanie uwolnionymi w rozbłysku protonami matrycy koronografu momentalnie wzmocniło szumy na obrazach. Credit: SOHO. Po prawej: rozbłysk klasy X1.0 w długości fali 131 angstremów; wykres emisji rentgenowskiej za okres rozbłysku i CME widziane z perspektywy sondy STEREO-A. Credit: SDO/SWPC/STEREO.

Maksimum emisji rentgenowskiej: 28.10 17:35 CEST (X1.0)
Emisja radiowa: typ II i typ IV (1263 km/sek.)
Zjawiska powiązane: blackout radiowy poziom R3| burza radiacyjna poziom S1
Koronalny wyrzut masy (CME): tak; partial-halo
Prędkość uwolnienia: średnia: 1059 km/sek. | maksymalna: ~1838 km/sek.
Prawdopodobne warunki pogody kosmicznej: burza magnetyczna kategorii G3-G4
Spodziewane uderzenie CME: 30.10.2021 18:00 CEST +/-7 godz.

Model WSA-Enlil wylicza uderzenie CME na sobotę 30 października o godz. 16:00 UTC (18:00 CEST). Prognoza przewiduje uderzenie bezpośrednie główną - najgęstszą i najszybszą częścią CME - szacowany wzrost gęstości wiatru słonecznego z około 10 do ponad 80 protonów/cm3 oraz skok prędkości wiatru z około 300 do ponad 800 km/sek. Gdyby do tego doszły nieprzewidywalne przed uderzeniem wyrzutu korzystne cechy wiatru jak silne pole magnetyczne i południowe skierowanie pola wzmacniające aktywność geomagnetyczną, to spodziewana zmiana warunków powinna w łatwy sposób wywołać co najmniej silną, jeśli nie ciężką burzę magnetyczną kategorii G3-G4. Credit: SWPC

Jak zwykle przy wprowadzeniu na blogu stanu gotowości zorzowej zachęcam do przypomnienia sobie o odpowiednich warunkach, jakie warto w możliwie dużym stopniu wypełnić, aby zwiększyć szanse na sukces w obserwacji, jeżeli zorza polarna zwiększyłaby zasięg występowania nad umiarkowane szerokości geograficzne. Warto zauważyć, że obecne emocje jakie dostarcza nam grupa plam 2887 pokrywają się z 18. rocznicą wydarzeń przełomu października i listopada 2003 roku podczas maksimum 23. cyklu słonecznego, kiedy za sprawą grup 486-488 działo się wprawdzie znacznie więcej niż aktualnie, ale zbieżność czasu jest ciekawostką wartą odnotowania. Zainteresowanych przypomnieniem sobie tych wydarzeń zapraszam do lektury specjalnego cyklu tekstów, przygotowanych dawniej na 10. rocznicę tych wydarzeń.

Intensywna aktywność słoneczna 2003: 10. rocznica wydarzeń
(1/4) - 28.10.03: Rozbłysk klasy X17.2 z CME full-halo
(2/4) - 29.10.03: Ekstremalna burza magnetyczna kategorii G5 i kolejny rozbłysk klasy X10.0 z CME full-halo
(3/4) - 30-31.10.03: Ekstremalna burza magnetyczna kategorii G5 trwa. Zorze polarne nad równikiem
(4/4) - 04.11.03: X28.0+ czyli super-rozbłysk

Kolejne aktualizacje tekstu wraz z rozwojem sytuacji. Zachęcam także do śledzenia powiadomień poprzez fejsbukowy profil bloga oraz skrótowych komentarzy Solar Update na sąsiedniej podstronie.

AKTUALIZACJA 30.10 12:30 CEST

Półtorej godziny temu weszliśmy w okienko czasowe prognozy, podczas którego spodziewane jest dotarcie koronalnego wyrzutu masy do Ziemi. Punkt środkowy tego okna - godz. 18:00 CEST - jest zarazem najbardziej prawdopodobnym czasem, dlatego na tę chwilę nie dziwi fakt braku cech w warunkach wiatru słonecznego, które potwierdzałyby bliskość momentu uderzenia CME. Prędkość wiatru mierzona przez DSCOVR napływającego na Ziemię jest bardzo niewielka i wynosi aktualnie około 310 km/sek., przy gęstości wiatru około 10 protonów/cm³. Natężenie pola magnetycznego (Bt) w napływającym wietrze jest bardzo słabe (około 6nT), a skierowanie pola (Bz) dominująco północne (+5nT), co skutkuje w naturalny sposób brakiem aktywności geomagnetycznej, przy indeksie globalnym Kp między 1 a 2.

Zachęcam, zwłaszcza początkujących w temacie bądź mających już wprawę, ale chcących sobie co nieco przypomnieć/odświeżyć, aby oczekiwanie na uderzenie CME wypełnić lekturą kompendium odpowiedzi na najczęściej pojawiające się pytania i problemy podczas oczekiwania na obiecującą burzę magnetyczną. Tekst przygotowałem przed czterema laty, ale w obecnej emocjonującej dla wielu nowicjuszy sytuacji warto go w tym miejscu przytoczyć.

Credit: DSCOVR

AKTUALIZACJA 30.10 18:00 CEST

Osiągnęliśmy środkowy punkt prognozy i moment spodziewanego dotarcia CME do Ziemi. Tym czasem we właściwościach wiatru słonecznego rejestrowanych przez DSCOVR nie widać żadnych cech świadczących o bliskości uderzenia wyrzutu. Natężenie pola magnetycznego na ten moment pozostaje słabe (Bt=8nT), skierowanie północne (Bz=4nT), przy słabej prędkości około 330 km/sek. i gęstości około 15 protonów/cm³. Przy tych warunkach wiatr słoneczny potrzebuje około 75 minut by od osiągnięcia DSCOVR dotrzeć do Ziemi, więc nawet gdyby w tym momencie frontowa część CME dotarła do DSCOVR - rozpoczęcia akcji i napływu wyrzutu na Ziemię można by oczekiwać najwcześniej za nieco ponad godzinę (co w tej chwili można wykluczyć). Magnetometry w Boulder (USA), Kirunie (Szwecja) i Hobart (Australia) także na tę chwilę wykazują brak zaburzeń i impulsu poświadczającego zbliżanie się CME. Czekamy.

Krótki dopisek 19:30 CEST: Sytuacja bez istotnych zmian. Występujące drobne wahania w Bt, Bz, gęstości i prędkości są pomijalne i w dalszym ciągu nie świadczą (na tę chwilę) o bliskim czasie do dotarcia CME.

Credit: DSCOVR

AKTUALIZACJA 30.10 21:00 CEST

W dalszym ciągu cisza. Ostatnie wahania, zwłaszcza w gęstości na pewien czas podbitej do około 30 protonów/cm³ mogły wpędzić w przypuszczenia, że "to już", jednak obecnie obserwujemy ich wytracenie poniżej 10 p/cm³, przy niezmiennie słabej prędkości wiatru około 330-350 km/sek. i bardzo słabym Bt/Bz (8nT/+5nT) oraz braku aktywności geomagnetycznej - rzeczone wahania nie miały związku z oczekiwanym CME, którego uderzenie zawsze wiąże się z radykalnym wzrostem wszystkich parametrów w jednym momencie. Pocieszeniem niech będzie fakt, iż strumień protonów docierających do Ziemi nadal jest w fazie wzrostowej, od momentu rozbłysku stale widzimy taką tendencję, co tylko potwierdza, że wyrzut jest w drodze i w najbliższych godzinach powinien osiągnąć Ziemię. Wraz z wyczekiwaną zmianą skokową warunków rejestrowanych przez DSCOVR mija zwykle jeszcze około godzina zanim front CME dociera do Ziemi. Czekamy na moment radykalnego i jednoczesnego skoku wszystkich parametrów.

AKTUALIZACJA 30.10 23:45 CEST

Nadal brak cech zmian wiatru słonecznego charakterystycznych dla uderzeń CME. Obecnie prędkość wiatru wynosi około 370 km/sek., gęstość najniższa od wielu godzin około 5 protonów/cm³, przy nieco silniejszym niż dotąd natężeniu pola magnetycznego (Bt rzędu 12nT) i stabilnym południowym skierowaniu (Bz około -9nT), które zawsze jest pożądane dla uruchomienia aktywności geomagnetycznej. Niestety wspomniane zmiany nie są oznaką uderzenia CME, a jedynie sporadycznie występujących wahań w warunkach wiatru słonecznego nieustannie napływającego na Ziemię, wahań zachodzących na podobną skalę niemal każdego dnia i nijak nie mogących zostać powiązanymi z efektami spodziewanego CME. Model WSA-Enlil, który przewidywał uderzenie około 18:00 (+/-7 godzin) zakładał w prognozie zmianę warunków bardzo znaczącą: skok prędkości do około 800 km/sek. i gęstości rzędu 80 protonów/cm³, jednak z każdą godziną opóźniającego się dotarcia wyrzutu z konieczności trzeba uznać, że porusza się on w istocie wolniej i zmiana warunków po późniejszym uderzeniu może okazać się mniejsza względem założeń modelu. Obecnie minęły już 54 godziny od uwolnienia CME, zatem bez względu ile jeszcze na uderzenie poczekamy widać już, że będzie to dotarcie do Ziemi w bardzo typowym - dość średnim czasie od zaistnienia rozbłysku, daleko w tyle za rekordowymi zjawiskami. Opóźniający się CME jednak nie przekreśla szans (może je tylko w jakimś stopniu ograniczać) na wzburzenie pogody kosmicznej, jeśli tylko główne składowe wiatru po uderzeniu - Bt i Bz - zaświadczą o dużym potencjale wiatru.

AKTUALIZACJA 31.10 01:30 CEST

Sytuacja bez zmian. Przed 30 minutami zamknęło się okno czasowe prognozy modelu WSA-Enlil (18:00 CEST +/-7 godz.) co przy ciągłym braku zwiastunów w cechach wiatru mogących świadczyć o nieodległym dotarciu CME sugeruje, że wyrzut może wzburzyć warunki aktywności geomagnetycznej dopiero w niedzielę. Jednocześnie rosnący strumień protonów jednoznacznie wskazuje na stopniowe zbliżanie się CME do Ziemi. Wobec powyższego, pomimo braku uderzenia wyrzutu w zakresie okna czasowego prognozy modelu WSA-Enlil stan gotowości zorzowej zostaje przedłużony o dobę, na ewentualność większego opóźnienia dotarcia CME, niż wynikałoby to z założonego przez SWPC modelu. Rodzi to niestety obawę, że ewentualne najsilniejsze wzburzenie pogody kosmicznej może przypaść na godziny dzienne dla Europy Środkowej, jednak wobec spóźniającego się CME nic z tym fantem nie zrobimy.

AKTUALIZACJA 31.10 10:00 CET

Uderzenie koronalnego wyrzutu masy wciąż nie nastąpiło. Obecnie jesteśmy świadkami napływu wiatru słonecznego o właściwościach jeszcze bardziej uspokojonych, niż minionej nocy kiedy i tak były one bardzo słabe. Na godz. 10:00 CET siła pola magnetycznego (Bt) na poziomie 5nT, skierowanie pola (Bz) w okolicach 2nT, przeważająco północne, prędkość wiatru około 380 km/sek. przy gęstości poniżej 10 protonów/cm³. Skutkiem tego maksymalne zaburzenia ziemskiego pola magnetycznego wzrosły minionej nocy co najwyżej do Kp=4 na czas niespełna trzech godzin, kiedy obserwowaliśmy epizod z ustabilizowanym dość wyraźnym południowym skierowaniem składowej Bz, a więc była to zaledwie niestabilność, poniżej poziomu słabej burzy magnetycznej kategorii G1, objawiająca się krótkotrwałym wzmożeniem aktywności zorzy polarnej na okołobiegunowych szerokościach geograficznych.

Obecnie minęło około 66 godzin od uwolnienia CME i za następnych 6 godzin przekroczymy trzy pełne doby od rozbłysku. W sytuacjach gdy CME docierają do Ziemi po około 72 godzinach, prędkość wiatru zwykle wynosi około 450-550 km/sek. i być może te wartości okażą się po uderzeniu bardziej prawdopodobne, niż skok w okolice 800 km/sek. To co nas może upewniać, że jest on w drodze ku Ziemi to nadal rosnący strumień protonów, tak więc uderzenia CME możemy być pewni, jedynie z tą różnicą że przynieść powinno mniej znaczącą zmianę warunków, z uwagi na mniejszą prędkość i być może mniejszy potencjał do silnego uderzenia, niż wynikałoby z obrazów SOHO wskazujących na dość energiczne uwolnienie po rozbłysku. Można powiedzieć, że CME gra na czas - i nam też nie pozostaje nic innego, niż uzbroić się w cierpliwość.

AKTUALIZACJA 31.10 11:00 CET

CME tuż tuż. Front koronalnego wyrzutu masy osiągnął właśnie sondę DSCOVR w punkcie Lagrange'a L1 (dla CME około godzinę drogi od Ziemi). Wreszcie widoczny jest skok parametrów wiatru słonecznego potwierdzający docieranie wyrzutu: siła pola magnetycznego Bt z 6 do 11nT, prędkość wiatru z 380 do 430 km/sek., gęstość z 5 do około 15 protonów/cm³. Na ten moment jest to słaby skok parametrów wyraźnie poniżej oczekiwań. W najbliższych godzinach w miarę napływu CME poznamy odpowiedź na ile wyrzut będzie posiadał potencjał do wzburzenia pogody kosmicznej. Gdyby obecny sok parametrów miał być szczytem możliwości tego CME, silna burza wydaje się zdecydowanie mniej prawdopodobna, ale na razie nie można przesądzać sprawy.

Moment skoku parametrów świadczący o dotarciu CME do DSCOVR (około godziny drogi od Ziemi, przy tej prędkości wiatru). Na ten skok czekaliśmy całą noc, jednak wzmożenie warunków jest na tę chwilę wyraźnie poniżej oczekiwań i świadczy o słabym uderzeniu. Credit: DSCOVR

AKTUALIZACJA 31.10 20:00 CET

Warunki wiatru słonecznego po blisko ośmiu godzinach od uderzenia CME pozostają dalekie od oczekiwanych. Przez trzy godziny mieliśmy do czynienia ze słabą burzą magnetyczną kategorii G1 (od 13:00 do 16:00 CET) za sprawą korzystnego południowego skierowania pola magnetycznego, jednak po godzinie 16:00 warunki osłabły i obecnie jesteśmy w stanie ciszy. Bardzo wątpliwe, by z obecnej sytuacji udało się jeszcze wyprowadzić wzburzenie warunków do silnej burzy kategorii G3 - o ile zdarzą się jeszcze okresy korzystnego i długotrwałego skierowania pola magnetycznego (Bz) to przy obecnej prędkości można liczyć na sporadyczne epizody ze słabą, może umiarkowaną burzą (G1, G2). Tak czy inaczej stan gotowości zostaje podtrzymany na całą noc.

AKTUALIZACJA 01.11 15:00 CET

Niestety druga gotowość zorzowa nowego 25. cyklu aktywności słonecznej, podobnie jak ta ogłoszona przed niespełna rokiem, zakończyła się bez wzburzenia pogody kosmicznej do poziomu jaki mógłby zaowocować raportami o widoczności zorzy polarnej z umiarkowanych szerokości geograficznych. Odkąd pojedynczy trzygodzinny epizod ze słabą burzą magnetyczną kategorii G1 uległ zakończeniu (wczoraj o godz. 16:00 CET) do stanu burzy już nie powróciliśmy, a warunki aktywności geomagnetycznej są wyciszone. Opóźniający się CME był pierwszym zwiastunem tego, że uderzenie może okazać się słabsze, z racji na niższą prędkość wyrzutu względem oficjalnego modelu, a warunki wiatru jakie obserwowaliśmy w szczycie burzy okazały się wyraźnie poniżej oczekiwań - z prędkością wiatru rzędu 460 km/sek., gęstością około 15 protonów/cm³ i słabą siłą pola magnetycznego Bt do 12nT, przy zmiennym Bz, w najlepszym razie około -9nT przez wspomniane trzy godziny, co umożliwiło rozwój sytuacji jedynie do poziomu słabej burzy kategorii G1. Być może druga połowa tygodnia przyniesie nam znów nieco emocji za sprawą dzisiejszego rozbłysku klasy M1.5 i CME spodziewanego 4 listopada, jednak skierowanie wyrzutu pozostawia wiele do życzenia i niewykluczone, że jego wpływu w ogóle nie odczujemy. Bez względu na to dziękuję wszystkim za rekordową od wielu miesięcy obecność i zachęcam do śledzenia poczynań naszej Dziennej Gwiazdy w dalszym ciągu, tym bardziej, że produkcja plam znowu daje się we znaki - ale o tym już można będzie czytać na bieżąco w komentarzach Solar Update.

Uderzenie CME z rozbłysku klasy X1.0 zdołało wywołać pojedynczy epizod ze słabą burzą magnetyczną kategorii G1, w godzinach dziennych dla Europy po ponad 16-godzinnym spóźnieniu CME względem modelu prognozy. Credit: SWPC

Komentarz do aktywności słonecznej na bieżąco - podstrona Solar Update
Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej na żywo z objaśnieniami - podstrona Pogoda kosmiczna

  f    t   Bądź na bieżąco z tekstami, zjawiskami astronomicznymi, alarmami zorzowymi i wszystkim co ważne dla amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na Twitterze bądź zapisz się do subskrybentów kwartalnego Newslettera.