GOTOWOŚĆ ZORZOWA 31.03.2022: Rozbłyski klasy M4.0 i M1.0 z dwoma CME skierowanymi ku Ziemi (28.03.2022)

W poniedziałek 28 marca o godz. 13:29 CEST doszło do dość silnego rozbłysku klasy M4.0 w grupie plam 2975 znajdującej się w centrum tarczy, na północ od słonecznego równika. To drugi pod względem energii rozbłysk wytworzony w 2022 roku. Rozbłyskowi towarzyszył kilkudziesięciominutowy blackout radiowy poziomu R1, emisja radiowa typu II i typu IV, zjawisko doprowadziło też do zaistnienia słabej burzy radiacyjnej poziomu S1 na osłonecznionej części półkuli ziemskiej, ale przede wszystkim uwolniło koronalny wyrzut masy (CME), który z uwagi na centralne położenie obszaru 2975 jest skierowany ku Ziemi. Kilka godzin później w długotrwałym rozbłysku klasy M1.0 ta sama grupa plam uwolniła drugi koronalny wyrzut masy, także skierowany ku Ziemi.

CME#1 z rozbłysku klasy M4.0 o wyraźnej strukturze full-halo (uwolniona materia rozprzestrzenia się na pełnych 360 stopniach wokół tarczy słonecznej) wyrzucone podczas przechodzenia regionu 2975 przez centrum tarczy nie ma szansy minąć Ziemi, dlatego uderzenia wyrzutu możemy być pewni. Niewiadomym jak zwykle pozostaje jego wewnętrzna struktura po dwóch dobach wędrówki ze Słońca ku Ziemi - na ile gęstym się okaże, na ile wytraci prędkość, z którą został uwolniony i przede wszystkim jakie cechy pola magnetycznego będzie wykazywać - zwłaszcza natężenie i kierunek. Z kolei w godzinach wieczornych przy okazji serii rozbłysków z pogranicza klasy C/M, w tym długotrwałego klasy M1.0 ten sam region uwolnił następny koronalny wyrzut masy typu partial-halo ku Ziemi, tym razem wyraźniejszy i szybszy od poprzednika. Zaktualizowany model WSA-Enlil prognozuje, że drugi wyrzut zdoła dogonić poprzednika i w efekcie uderzenie w Ziemię stanie się skumulowane - mamy zatem do czynienia z sytuacją o dużym potencjale dla naprawdę solidnego wzburzenia warunków pogody kosmicznej, tym bardziej, że znajdujemy się krótko po równonocy wiosennej, gdzie nawet niewielkie porcje wiatru słonecznego często wzbudzają większą aktywność geomagnetyczną, niż byłoby to możliwe w innych porach roku. Oficjalna prognoza SWPC zakładająca 31 marca umiarkowaną burzę magnetyczną kategorii G2 na podobieństwo poprzedniej z 13-14 marca i wiążąca się jedynie z 50% szansą na wystąpienie zórz polarnych nad Polską, wydaje się tym razem prognozą niedoszacowaną.

 

Materiał 1: wykres emisji rentgenowskiej za okres 28-29.03.2022 r.; widoczna seria rozbłysków klasy M, z których najsilniejszy klasy M4.0 oraz następny M1.0 wytworzyły dodatkowo koronalne wyrzuty masy skierowane ku Ziemi. Credit: SWPC. Mat. 2: Porównanie wielkości CME w około 3 godziny po rozbłysku klasy M4.0 i M1.0 - widoczna większa prędkość uwolnienia drugiego CME po zajmowaniu przez niego większej części pola widzenia korongorafu COR2 w porównaniu do pierwszego CME w porównywalnym czasie od uwolnienia. Credit: STEREO. Mat. 3: Model WSA-Enlil prognozuje połączenie się obydwu CME we wtorek 29 marca około 21:00 CEST i skumulowane uderzenie w Ziemię 31 marca około 04:00 CEST. Prognozowany skok gęstości wiatru z 1-10 do ponad 50 protonów/cm³ oraz prędkości z 450 do ponad 700 km/sek. Credit: SWPC. Mat. 4: Animacja porównawcza dwóch koronalnych wyrzutów masy (CME) po rozbłysku klasy M4.0 (po lewej) i M1.0 (po prawej) z perspektywy sondy SOHO (widok "od Ziemi"). Także w tym ujęciu widoczne szybsze rozprzestrzenianie się CME po drugim rozbłysku, który choć o niższej energii, uwolnił CME z większą prędkością. Credit: SOHO. Mat. 5: Animacja obrazów z koronografu COR2 z całego dnia 28 marca ukazująca obydwa koronalne wyrzuty masy. W tym ujęciu kierunek do Ziemi jest w prawo od przysłoniętej w centrum tarczy słonecznej. Credit: STEREO.

 

Maksimum emisji rentgenowskiej: 28.03 13:29 CEST (M4.0) / 28.03 21:23 CEST (M1.0)

Koronalny wyrzut masy (CME): full-halo (#1) ; partial-halo (#2)

Prędkość uwolnienia: CME#1 ok.1259 km/sek.; CME#2 ok. 1700 km/sek.

Prawdopodobne warunki pogody kosmicznej: burza magnetyczna kategorii G2-G3

Spodziewane uderzenie CME: 31.03.2022 04:00 CEST +/-7 godz.

Model WSA-Enlil sugeruje, że w dniu dzisiejszym (29.03) około 21:00 CEST drugi wyrzut koronalny z rozbłysku klasy M1.0 dogoni poprzedni. Skumulowane uderzenie z dwóch CME razem wziętych przewidywane 31 marca około 04:00 CEST ma według predykcji modelu przynieść skok gęstości wiatru z dotychczasowych 1-10 do ponad 50 protonów/cm³ i skok prędkości wiatru z 450 do ponad 700 km/sek. Z uwagi na cechy rozbłysków i nałożenie się dwóch CME o korzystnym skierowaniu ku Ziemi, po uderzeniu możemy mieć do czynienia z co najmniej silną burzą magnetyczną kategorii G3. Gdyby rzeczywiście burza osiągnęła ten poziom, zorze polarne byłyby dla polskich obserwatorów gwarantowane, jednak za sprawą potencjalnego "efektu równonocy", od której minął ledwie tydzień, nie możemy wykluczyć zaistnienia ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4, o ile natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego w tym CME okaże się bardzo silne, a skierowanie długotrwale i silnie południowe. Od tych parametrów będących poza sferą prognozowania zależeć będzie najwięcej. W związku z powyższym na blogu zaczyna obowiązywać stan gotowości zorzowej, ważny na okres 31.03-01.04.2022 r. z wysoką szansą na alarm zorzowy po uderzeniu CME.

Obszar aktywny 2975 wykazuje skłonność do dalszej rozbudowy. Jego powierzchnia oraz pole magnetyczne uległy wyraźnej komplikacji, w chwili obecnej jest to już region z plamami typu delta, czyniącymi cały kompleks zdolnym do emisji najsilniejszych rozbłysków klasy X i najbardziej skomplikowanym magnetycznie regionem aktywnym od początku 25. cyklu słonecznego. Jednocześnie grupa tych plam pozostaje w niedalekiej odległości od centrum tarczy i choć pozycja ta się pogarsza, to ewentualne zaistnienie takich zjawisk w ciągu najbliższych 2 dni wciąż może mieć wpływ na pogodę kosmiczną.

Wraz z rozwojem sytuacji wpis będzie uzupełniany na bieżąco - zachęcam także do śledzenia bieżąco aktualizowanych komentarzy Solar Update na sąsiedniej podstronie. Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej na żywo wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych dostępne na podstronie Pogoda kosmiczna.

AKTUALIZACJA 29.03.2022  19:40 CEST

SWPC podniosła prognozę z umiarkowanej burzy kategorii G2 do silnej burzy magnetycznej kategorii G3. W "minimalnym" scenariuszu mamy zatem prognozę burzy gwarantującej zorze polarne nad umiarkowanymi szerokościami geograficznymi (gdyby rzeczywiście zaistniała), ale wobec wspomnianych w opracowaniu okoliczności nie należy wykluczać silniejszej aktywności w razie naprawdę korzystnych cech wiatru, na czele z silnym natężeniem pola magnetycznego i jego kierunku.

AKTUALIZACJA 30.03.2022  21:15 CEST

Rozpoczęło się okno prognozy modelu WSA-Enlil, podczas którego możemy oczekiwać uderzenia CME spodziewanego około godz. 04:00 CEST. Od 21:00 do 11:00 rano powinniśmy zaobserwować wyraźną zmianę warunków wiatru słonecznego na skutek dotarcia wyrzutów (a najpewniej jednego większego wyrzutu w efekcie połączenia dwóch CME w drodze do Ziemi). Na ten moment sonda DSCOVR jednoznacznie wskazuje, że mamy do czynienia z pełnym spokojem w otoczeniu Ziemi. Prędkość wiatru wynosi około 380 km/sek., gęstość waha się między 4 a 10 protonów/cm3, przy natężeniu pola magnetycznego Bt rzędu 1-4nT i zmianach w skierowaniu pola Bz między -4 a 3nT. Takie parametry mogą jedynie przynosić globalny indeks Kp między 1 a 3 i w tym przedziale jak dotąd się poruszamy. Najbliższe kilka-kilkanaście godzin powinno jednak przynieść znaczącą zmianę, ale w tym momencie pozostaje cierpliwe wyczekiwanie.

AKTUALIZACJA 31.03.2022 04:30 CEST

Z dokładnością niemal szwajcarskiego zegarka, koronalny wyrzut masy osiągnął właśnie punkt Lagrange'a L1, w którym znajduje się sonda DSCOVR i osiąga właśnie Ziemię. Impuls geomagnetyczny zarejestrowany został o godz. 01:40 UTC (03:40 CEST) 20 minut przed punktem najbardziej prawdopodobnego uderzenia sugerowanym przez wspomniany wyżej model WSA-Enlil.

Sonda DSCOVR od kilkudziesięciu minut rejestruje skok wszystkich parametrów wiatru słonecznego jednoznacznie wskazujący na uderzenie CME. Prędkość wiatru wzrosła z dotychczasowych 380 do około 510 km/sek., a gęstość z mniej niż 10 do ponad 40 protonów/cm3. O ile wzrost prędkości na razie nie imponuje, o tyle gęstość wiatru wzrosła wyraźnie. Przede wszystkim interesujące nas cechy pola magnetycznego w CME napawają umiarkowanym optymizmem: całkowite natężenie pola magnetycznego (Bt) wzrosło z 4 do około 13nT, a skierowanie pola (Bz) stabilnie południowe, rzędu -8 do -10nT. O ile tendencja z pogłębianiem tych parametrów zostanie podtrzymana, najbliższe godziny powinny przynieść stan burzy magnetycznej. Utrzymanie obecnych warunków może pozwolić na słabą do umiarkowanej burzę magnetyczną kategorii G1/G2, ale są one zbyt słabe by mogła w tym momencie z tego rozwinąć się silna burza kategorii G3. Dla jej zaistnienia natężenie pola magnetycznego (Bt) musiałoby ulec jeszcze kolejnemu wzmocnieniu do około 20nT, przy utrzymaniu południowego Bz wraz z jego pogłębieniem do podobnych dla Bt wartości. Zagadką pozostaje czy obserwowane uderzenie jest efektem dotarcia połączonego CME z dwóch poniedziałkowych rozbłysków czy dopiero pierwszego, jeśli drugi wyrzut nie zdołałby dogonić poprzedniego. O ile to druga opcja, to za kilka godzin powinniśmy ujrzeć kolejny skok parametrów. W każdym razie dzięki trafionemu czasowi dotarcia CME wiemy już, że ewentualny rozwój sytuacji będzie zachodził w godzinach dziennych dla Polski, dlatego jeśli burzy uda się zaistnieć, kluczowe będzie aby zdołała się utrzymać do wieczora.

Dopisane 05:00 CEST. Z godziną 04:54 CEST rozpoczęła się słaba burza magnetyczna kategorii G1.

Credit: DSCOVR

AKTUALIZACJA 31.03.2022 14:00 CEST

Jak dotychczas sytuacja rozwija się w słabszy od oczekiwanego sposób. Po rozpoczęciu słabej burzy magnetycznej kategorii G1 udało jej się utrzymać aktywność przez sześć godzin, po czym zakończyła się i weszliśmy w okres niestabilności (Kp4) będący stanem pośrednim między burzą a ciszą. Burzowe warunki cały czas pozostają prawdopodobne i mogą zostać wznowione, choć poziom silnej kategorii G3 wydaje się jak na razie bardzo mało prawdopodobny. Wprawdzie prędkość wiatru słonecznego podniosła się o kolejne 100 km/sek. oscylując obecnie w pobliżu progu 600 km/sek. (wobec 380 km/sek. przed uderzeniem CME), ale główny czynnik, natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego (Bt) jest wyraźnie poniżej oczekiwań i wynosi około 10-12nT. Jest to co najwyżej słaby/lekko umiarkowany potencjał do wzburzania aktywności geomagnetycznej, przy którym pozostałe parametry wiatru pozostają bez znaczenia. Dopiero wraz z nasileniem Bt moglibyśmy liczyć na to, że rozwinie się przynajmniej umiarkowana burza kategorii G2, ale bez tego nasilenia trudno oczekiwać czegoś ponad to, co zobaczyliśmy w minionych 12 godzinach. Stan gotowości zorzowej zostaje podtrzymany na najbliższą noc z 31.03/01.04 z uwagi na losowość zmian w Bt/Bz, które w dowolnym momencie mogą stać się korzystniejsze oraz z uwagi na fakt, że w pobliżu równonocy bywały przypadki obserwacji zórz z Polski nawet przy najniższej kategorii G1, ale bardziej realnym stanem którego możemy oczekiwać wobec tak kształtujących się parametrów wiatru słonecznego pozostaje burza magnetyczna słabej do umiarkowanej siły.

AKTUALIZACJA 31.03.2022 15:40 CEST

Od pewnego czasu obserwujemy nasilające się natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego (Bt), które oscyluje już w okolicach 19nT, momentami przekraczając wartość 20nT. To już wyraźne zwiększenie potencjału do wzburzania pogody kosmicznej, jednak potencjał ten na razie pozostaje zamrożony z powodu równie silnego odchylenia kierunku pola magnetycznego ku północy (Bz rzędu +12, +14nT). Ważne jednak, że Bt wzrosło - i to do poziomu prawie takiego samego co podczas poprzedniej burzy magnetycznej kategorii G2 z 13-14 marca, zatem w obecnej sytuacji wystarczyłoby aby skierowanie Bz stało się południowe i burza magnetyczna nie tylko zostałaby wznowiona, ale mogłaby się nasilić w porównaniu do sytuacji sprzed kilkunastu godzin. Wiemy, że obecnie oddziałujący wiatr słoneczny ma już spory potencjał do namieszania w aktywności geomagnetycznej, aktualnie wystarczający dla umiarkowanej burzy magnetycznej kategorii G2 i musi zostać jedynie odblokowany. Czy i kiedy to odblokowanie nastąpi jest niemożliwym do przewidzenia - podczas poprzedniej burzy taki sam, a nawet nieco silniejszy potencjał wiatru był zamrożony przez ponad 30 godzin i po początkowym okresie burzowym nie został już odblokowany. Trzymajmy kciuki by tym razem duże natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego zaczęło współistnieć z silnym południowym odchyleniem jego skierowania.

Jednocześnie rozpoczynamy oczekiwanie na dotarcie koronalnego wyrzutu masy z silnego rozbłysku klasy X1.3 z 30 marca - gotowość zorzowa na okres 1-2 kwietnia jest monitorowana i komentowana ➨  w tym opracowaniu.

Credit: DSCOVR

AKTUALIZACJA 31.03.2022 23:00 CEST

Jak dotychczas możemy obserwowć identyczną sytuację co z burzy 13-14 marca. Bardzo wyraźny potencjał CME do wzburzania aktywności geomagnetycznej, objawiający się nasilonym do ponad 20, obecnie 22nT natężeniem pola magnetycznego wiatru słonecznego, jest całkowicie blokowany przez stabilnie północne skierowanie (Bz) rzędu +17, +19nT. Gdyby składowa Bz osiągała analogiczne wartości ujemne i pozostawała tak stabilna jak dotychczas, mielibyśmy do czynienia z nieprzerwaną burzą magnetyczną solidnej kategorii G2, być może z pogranicza silnej G3, jako że natężenie Bt przekraczające 20nT to już dużo dla wyraźnego wzburzenia pogody kosmicznej. Niestety w skierowaniu pola magnetycznego wiatru słonecznego nie obserwujemy żadnych zmian i wiele wskazuje na to, że nic z dostępnego wyraźnego potencjału nie uda się wykorzystać. Po sześciu godzinach słabej burzy kategorii G1 z godzin porannych mieliśmy 12 godzin ze stanem niestabilności (Kp4) który jest kontynuowany i trudno oczekiwać jego przerwania przy braku zmian w skierowaniu pola magnetycznego. Być może CME z rozbłysku klasy X1.3 okaże się bardziej sprzyjające rozwojowi aktywności zórz polarnych.

Ciąg dalszy nastąpi...

  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.