Ciężka burza magnetyczna kategorii G4 (23-24.04.2023): Skąpani w zorzach polarnych po Hiszpanię - opracowanie wydarzenia

Przyznam, że poniższe opracowanie stanowi najciekawszy przypadek, z którym się dotąd spotkałem jeśli chodzi o polskie zorze polarne i strzelam w ciemno, że takim samym będzie ono dla czytelników, nawet tych, którzy blog śledzą od dawna i efekty nie jednej burzy magnetycznej już uwiecznili. Duża w tym zasługa materiałów, które dzięki uprzejmości pana dr Sylwestra Kołomańskiego z Instytutu Astronomicznego Uniwersytetu Wrocławskiego było mi dane w ostatnich dniach zobaczyć, a dziś także zaprezentować w niniejszym tekście i po raz pierwszy w historii tego bloga umożliwić czytelnikom wgląd w przebieg aktywności zorzy polarnej nad Polską zaraz od zmierzchu minuta po minucie z uwzględnieniem całego nieba. Tak wartościowego materiału poznawczego pozwalającego prześledzić zachowanie zorzy, jej struktury i ruch na całym firmamencie jeszcze tu nie było, a na domiar tego takiej porcji swoich fotografii jeszcze nie nadesłaliście w takim natężeniu jak teraz - a zatem zaczynamy!

Można żartobliwie napisać, że na uczczenie miesiąca po pierwszej ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4 w 25. cyklu aktywności słonecznej, Dzienna Gwiazda zapewniła nam kolejną dawkę emocji. Tym razem od samego początku było jasne, że wszystko układa się po myśli amatorów oczekujących rozległych zórz polarnych. Ogłoszona dwa dni przed burzą gotowość zorzowa na tym blogu opierała się po długiej przerwie o nałożenie na siebie wszystkich czterech czynników, których zawsze w takiej sytuacji pożądamy, a do czego jednak nie zawsze mamy aż takie szczęście jak ostatnio.

Pierwsze czego potrzebowaliśmy i co się całkowicie wypełniło, to uformowanie na powierzchni Słońca obszaru aktywnego złożonego z plam rozbudowanych magnetycznie na tyle, by był to obszar zdolny produkować co najmniej umiarkowanie silne rozbłyski klasy M. Po drugie obszar ten skorzystał ze swojego potencjału w najlepszym możliwym momencie blisko dwutygodniowego przechodzenia przez tarczę słoneczną, produkując rozbłysk w trakcie przebywania nieopodal jej centrum w idealnej geoefektywnej pozycji. Po trzecie rozbłysk nie był impulsywny, dając jedynie chwilowy skok poziomu emisji rentgenowskiej, ale długotrwały i jak zwykle wówczas bywa - eruptywny: uwolnił koronalny wyrzut masy (CME). Wreszcie po czwarte - wyrzucony CME za sprawą zaistnienia rozbłysku w grupie plam niemal w centrum tarczy, został skierowany bezpośrednio ku Ziemi, dając nam dwie doby na przygotowanie aparatów - lub oswojenie się z faktem bardzo pochmurnej aury nad wieloma regionami Polski - właściwie jej całą zachodnią połową z lokalnymi wyjątkami. Wobec takiego łańcucha zdarzeń będącego tym, czego zawsze oczekujemy, gotowość zorzową pozwoliłem sobie skwitować bardzo krótko: wyczekujący zórz polarnych mogą cieszyć się naprawdę solidnie.

Można dziś się zastanawiać, czy osobom "poszkodowanym" pod zachmurzeniem zalegającym od Odry po Wisłę z nielicznymi przetarciami w najbardziej emocjonującą noc kwietnia, nie byłoby lepiej przez te 2 dni oczekiwania podjąć podróży na wschodnią połowę Polski, zwłaszcza, że był to weekend. I choć pewnie niewielu tak czyni, to wiedząc co się wydarzy z niedzieli na poniedziałek 23/24 kwietnia, nie tylko nie jeden pasjonat ruszyłby na wschód kraju byle tylko znaleźć się pod bezchmurnym niebem, ale też zarezerwowałby sobie wolny poniedziałek na odespanie i powrót do domu po całkowicie zarwanej nocy, jaka przyniosła istne zorzowe szaleństwo. Poszkodowanym kapryśną aurą nie ma jednak już co płakać nad rozlanym mlekiem i rozważać co by było gdyby podjęli inne decyzje, bo historia tego wydarzenia jest zamknięta, a nam zostaje baczne przyglądanie się wyczynom coraz bardziej żywotnej Dziennej Gwiazdy, która od trzech lat wychodząc z najgłębszego od ponad wieku minimum dumnie kroczy ku spodziewanemu w połowie dekady Słonecznemu Maksimum raz po raz dając nam do zrozumienia, że jej napady zorzo-gennego humoru nie są czymś sporadycznym.

Historia rozpoczęła się z chwilą wyprodukowania rozbłysku klasy M1.7 w regionie aktywnym AR3283, którego maksimum nastąpiło w piątek 22 kwietnia o godz. 20:12 CEST. Zjawisko bardzo wydłużone w czasie przeważnie gwarantuje zaistnienie CME, jednak w tym przypadku pewność uwolnienia wyrzutu koronalnego była zanim napłynęły pierwsze obrazy z koronografów, ponieważ rozbłyskowi towarzyszyła emisja radiowa typu II i IV wraz z pociemnieniem koronalnym rozchodzącym się wokół regionu 3283, widocznym w skrajnym ultrafiolecie.

Po lewej: rozbłysk klasy M1.7 w regionie aktywnym 3283 w długości fali 131 angstremów (skrajny ultrafiolet) w 3 minuty po maksimum. Credit: SDO. Po prawej: zapis emisji rentgenowskiej z okresu rozbłysku - widoczny bardzo powolny spadek energii zjawiska po maksimum, co jest prawie zawsze oznaką zaistnienia koronalnego wyrzutu masy. Credit: GOES 

Po lewej: koronalny wyrzut masy (CME) po rozbłysku klasy M1.7 na surowych danych z koronografu LASCO C2 wraz z animacją rozbłysku w skrajnym ultrafiolecie w długości fali 193 angstremów - widoczne rozchodzenie się pociemnienia koronalnego wokół obszaru 3283 po rozbłysku niczym tsunami w atmosferze Słońca, co pozwala stwierdzić uwolnienie CME zanim potwierdzą to koronografy. Credit: SOHO/SDO. Po prawej: ten sam CME typu full-halo na zdjęciach z koronografu LASCO C3. Credit: SOHO 

Rozbłysk od początku wydawał się typowo eruptywny i rzeczywiście wraz z napływem zaktualizowanych danych z koronografu LASCO stało się jasne, że mamy do czynienia z najbardziej rozległym rodzajem CME - typu full-halo, który objawia się nam na sposób rozprzestrzeniania uwolnionej materii na pełnych 360 stopniach wokół Słońca. Wiatr słoneczny tworzy efekt halo wokoło przysłoniętej w koronografie tarczy słonecznej, co daje nam gwarancję uderzenia, nawet jeśli występuje jakiś czas przed lub po przejściu danej grupy plam przez centrum tarczy, ale tym bardziej gdy tak jak teraz stało się to przy idealnie geoefektywnej, niemal centralnej pozycji regionu 3283. Z perspektywy Słońca Ziemia była przysłowiową "dziesiątką" w centrum tarczy, do której oddało ono ten obiecujący strzał.

Model propagacji wiatru słonecznego i CME opracowywany przez należący do NASA system ISWA przewidywał - zgodnie zresztą z bardzo korzystnymi od początku obrazami z LASCO i COR-2 ze STEREO-A, że koronalny wyrzut masy jest skierowany bezpośrednio w naszą stronę i uderzy w Ziemię w niedzielę 23 kwietnia w oknie między godz. 20:00 CEST a 02:00 CEST w noc z niedzieli na poniedziałek. Model WSA-Enlil agencji SWPC z kolei otwierał się po tym, gdy okno prognozy modelu ISWA się domykało, sugerując dotarcie wyrzutu w poniedziałek 24 kwietnia między 02:00 a 16:00 CEST, z najbardziej prawdopodobnym momentem uderzenia około 09:00 CEST. Wobec danych, które napłynęły z sond po rozbłysku SWPC uznała możliwość zaistnienia umiarkowanej burzy magnetycznej kategorii G2 w efekcie tego uderzenia.

Subskrybuj nowe treści także poprzez kanał Polskiego AstroBlogera na YouTube

Rzeczywistość po raz kolejny pozwoliła się zrehabilitować modelowi ISWA, który w poprzedniej dekadzie podczas wcześniejszego cyklu słonecznego przyzwyczaił nas często do zbyt optymistycznego traktowania wielu CME, nie rzadko dając prognozę radykalnie odmienną od studzącego głowy miłośnikom zórz modelu agencji SWPC, a w tym cyklu raz po raz modeluje ruch wyrzutów znacznie trafniej - oby tak dalej.

Koronalny wyrzut masy dotarł do sondy DSCOVR w punkcie Lagrange'a L1 na linii Słońce-Ziemia krótko przed godz. 19:00 CEST 23 kwietnia, ledwie godzinę przed otwarciem okienka pierwszego wspomnianego modelu. Po kolejnych 30 minutach osiągnął Ziemię - uderzenie CME było znaczące i od początku ukazywało znacznie większy potencjał wyrzutu do wspomożenia rozwoju aktywności geomagnetycznej, niż by można oczekiwać po prognozie jedynie umiarkowanej burzy.

Całkowite [Bt] natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego wzrosło z umiarkowanych dotąd 8-10nT do 24nT, z korzystnym południowym skierowaniem pola [Bz] początkowo wykorzystującym mniej więcej 2/3 dostępnego potencjału (Bz przeważająco od -15 do -18nT), jednak oba parametry z każdą minutą na danych z DSCOVR pięknie się od siebie oddalały: Bt rosło, Bz się obniżał i tak już o godz. 20:00 CEST gdy zmrok zapadał nad wschodnimi regionami Polski, było jasne, że pierwsze raporty potwierdzające obecność zorzy polarnej nad Polską są kwestią minut. Warunki magnetyczne tego CME były bardziej okazałe od tych sprzed miesiąca, gdy zaistniała ciężka burza magnetyczna kategorii G4, więc podobnej aktywności można było oczekiwać i tym razem.

Wraz z uderzeniem CME prędkość wiatru słonecznego wzrosła z dotychczasowych ~350 do początkowo ponad 500 km/sek., a później 600 km/sek. i nieco więcej, wraz z wyraźnym skokiem gęstości wiatru z poniżej 5 do ponad 20-25 protonów/cm³ i krótkotrwałymi wzrostami do 30 protonów/cm³. Choć to niezbyt wyróżniające się parametry, można rzec, że dość typowe dla większości burz magnetycznych, nie trzeba było się zamartwiać ich niewygórowanymi wartościami przy tak wzmożonym polu magnetycznym CME, które przez swoje południowe skierowanie weszło w doskonałą rekoneksję z ziemskim polem magnetycznym umożliwiając bardzo silne jego wzburzenie.

O godz. 20:55 CEST osiągnęliśmy próg umiarkowanej burzy magnetycznej kategorii G2 i choć jest to dopiero aktywność dająca połowiczne szanse na sukces polskim obserwatorom to główny alarm stał się faktem i pierwsze relacje o widoczności zorzy polarnej zaczęły napływać jedna za drugą - w pierwszej kolejności z województw mazowieckiego i lubelskiego. Za sprawą systematycznie rosnącego natężenia pola magnetycznego i jego coraz silniejszego skierowania południowego było oczywistym, że umiarkowana burza to ledwie początek tego, co nas czeka i przełamanie kolejnych progów jej aktywności jest kwestią najbliższego czasu. Pół godziny później, o godz. 21:29 CEST osiągnięta została kategoria G3 - burza stając się silna stwarzała już gwarancję widoczności zórz polarnych nad Polską i porównywalnymi szerokościami umiarkowanymi, mimo że wiele relacji pojawiło się przed tym nasileniem.

Zorze polarne widoczne nad wschodnią Polską korzystającą z jeszcze dobrej pogody trudno było nazwać typowymi dla naszych szerokości geograficznych. I choć nie były jeszcze tym, czego można oczekiwać za kołem podbiegunowym, to zdecydowanie podniosły poprzeczkę swojej atrakcyjności, stając się czymś znacznie zbliżonym do spektaklu z wyższych szerokości geograficznych. Wszak nie często można dostrzec zorze polarną... w zenicie z terenu Małopolski czy Beskidów, w dodatku często w barwach zielni zamiast tradycyjnej purpury czy czerwieni, do której zdążyliśmy już się przyzwyczaić w ramach schematu "polskiej zorzy" obserwując je zawsze z pewnego dystansu, zamiast spod niej samej, gdy przecina zenit zajmując już większą część firmamentu by pochłaniać swoim zasięgiem kolejne kraje na południe od Polski.

Nie na tym jednak koniec. Ledwie przełamana została granica silnej burzy, a już kilkanaście minut później, o godz. 21:44 CEST osiągnięta została ciężka burza magnetyczna kategorii G4 - po raz drugi w tym cyklu słonecznym i dokładnie co do dnia - miesiąc po poprzedniej. Siła pola magnetycznego [Bt] wzrosła do 27nT i zaczęła oscylować w pobliżu 30nT, co jeszcze bardziej zwiększyło potencjał CME do wzburzania pogody kosmicznej, a zorza polarna nad Polską zaczęła zajmować ponad 2/3 powierzchni nieba będąc możliwą do rejestracji nawet na już południowej połowie firmamentu.

W ramach projektu All-Sky Light Pollution Survey (ALPS) koordynowanego przez Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego i złożonego z sieci stacji monitorujących zanieczyszczenie światłem rozmieszczonych w różnych miejscach Polski możemy zauważyć, że między 21:00 a 22:30 CEST gdy burza zwiększała aktywność przechodząc przez kategorię G2 do G3 i po 21:44 CEST osiągając próg burzy G4 - zorze polarne zajęły znacznie więcej niż 50% powierzchni nieba nad Polską i to południową, ponieważ mowa o widoku z obserwatorium zlokalizowanego w Sopotni Wielkiej niedaleko Żywca w Beskidach.

Zorza polarna z 23/24 kwietnia 2023 r. zarejestrowana przez stację sieci ALPS - obserwatorium astronomiczne Stowarzyszenia Polaris OPP w Sopotni Wielkiej (Beskid Żywiecki) w woj. śląskim. Centrum kadru stanowi zenit. W tym świetle warto szczególnie zwrócić uwagę na stan z godz. 21:45-22:00 CEST, gdy burza osiągnęła kategorię G4 - zorze polarne w zenicie i dalej na południe, pomimo, że mówimy o stacji w Beskidach! Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/

Jeszcze ciekawszy dynamizm i intensywność zjawiska pozwoliła dostrzec stacja obserwacyjna Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego w miejscowości Ostrowik, niedaleko Warszawy. Śledząc dokładnie minuta po minucie co zarejestrowała kamera można się zachwycić jak bardzo zorza polarna pochłonęła swoim zasięgiem nasz kraj, dochodząc ze swoimi strukturami do około 40-50 stopni nad... południowym horyzontem (okolice godz. 22:00 CEST - czasy w prawej dolnej części nagrań). Do tego słupy czerwieni i zieleni nieopodal zenitu, w którym górował wówczas Wielki Wóz (okolice godz. 21:51 CEST) obserwowane bezpośrednio nad głową niczym z Norwegii czy Szwecji.

Zorza polarna z 23/24 kwietnia 2023 r. zarejestrowana przez stację sieci ALPS (stacja obserwacyjna Obserwatorium Astronomicznego UW) w Ostrowiku koło Warszawy, w woj. mazowieckim. Centrum kadru stanowi zenit. Już od 21:00 CEST pomimo zmroku widoczny wybuch zorzy nad północno-wschodnim horyzontem, jednak ponownie uwagę przykuwa okres między 21:30 a 22:30 CEST ze szczególnym uwzględnieniem 21:50-22:00 CEST. W tym okresie filary zorzy z barwach zieleni i czerwieni osiągają zenit i przechodzą nad horyzont południowy i zachodni, będąc rejestrowanymi nawet w gwiazdozbiorze Lwa (22:06 CEST). Dochodzą do tego intensywnie zielone struktury przypominające obłoki nad północno-zachodnim horyzontem (prawa górna część pola widzenia, godz. 22:10-22:20 CEST). Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/

Zorza polarna z 23/24 kwietnia 2023 r. zarejestrowana przez stację sieci ALPS (stacja obserwacyjna Obserwatorium Astronomicznego UW) w Ostrowiku koło Warszawy, w woj. mazowieckim - 4 wybrane stopklatki z powyższego wideo. Patrząc od lewej kadry z godz. 21:45 CEST, 21:51 CEST, 21:59 CEST i 22:10 CEST. Centrum kadru stanowi zenit. Wraz z pogłębianiem aktywności burzy do kategorii G4 zorza polarna obejmuje większość firmamentu docierając nawet do gwiazdozbioru Lwa nad południowym horyzontem (trzecia i czwarta stopklatka) po tym jak zielono-czerwonawe filary zorzy można było dostrzec "od spodu" gdy ujawniły się bezpośrednio w zenicie - a to już wyraźne wyłamanie się zjawiska ze schematu typowej "polskiej zorzy". Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/

Ciekawym przypadkiem jest też nagranie z obserwatorium Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Piwnicach pod Toruniem. Mimo, że był to region najbardziej poszkodowany pogodowo z wspomnianych trzech stacji ALPS, to właśnie tutaj w chwilowych przerwach między zachmurzeniem udało się dobitnie zarejestrować zorzę nad północną/północnym wschodem około 00:00 CEST i kilkanaście minut po północy, pomimo, że wówczas byliśmy w okresie dominacji północnego skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego, przy Bz oscylującym od +2 do +14nT, który to czynnik silnie blokował aktywność burzy (stąd 3-godzinny jej regres o jedną kategorię) i skutkował znacznymi trudnościami w rejestracji zórz osobom, które po wcześniejszych trzech godzinach postanowiły próbować swoich sił w regionach zaświetlonych. O ile bezpośrednio po zmroku i nad samym ranem byłoby to wykonalne, o tyle we wspomnianym epizodzie dominacji dodatniego Bz stacja w Piwnicach jak i pozostałe dwa obserwatoria doskonale pokazały efekt przejścia skierowania pola magnetycznego wiatru na północne. Każde z tych nagrań wyraźnie ukazuje kontrast w aktywności zorzy polarnej zachodzący między okresami silnie południowego kierunku parametru Bz (od zmroku do około 22:30 CEST) a tym, jak drastycznie wygasają po przybraniu przez tę składową skierowania północnego przed 23:00 CEST.

Zorza polarna z 23 kwietnia 2023 r. zarejestrowana przez stację sieci ALPS w Piwnicach (obserwatorium astronomiczne Instytut Astronomii UMK) niedaleko Torunia, w woj. kujawsko-pomorskim. Pomimo dominacji zachmurzenia region ten załapał się na nieco prześwitów nieba, umożliwiając dostrzeżenie zorzy polarnej nad północnym i północno-wschodnim horyzontem około godz. 00:00 CEST. To interesująca obserwacja pokazująca, że nawet w okresie dominacji północnego skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego możliwe było zarejestrowanie zorzy polarnej z naszego kraju, choć w wydaniu znacznie bardziej ograniczonym w porównaniu do trzech pierwszych godzin od zmroku. Jednak na fakt, że wówczas zjawisko było w zasięgu kamery należy patrzeć bardziej jako na spóźniony owoc solidnego wzburzenia aktywności geomagnetycznej w godzinach poprzedzających ten słabszy epizod, niż pozytywny skutek przejścia parametru na dodatni - bez cech Bt/Bz, jakie zaistniały wcześniej, trudno byłoby oczekiwać aby przy północnym kierunku Bz taki wybuch zorzy jak na w/w materiale był możliwy. Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/

I właśnie niestety około pół godziny przed 23:00 CEST zarysowała się niekorzystna zmiana w skierowaniu [Bz] na dominująco północne od +2 do nawet +23nT, która momentalnie poskutkowała wygaszaniem aktywności zorzy polarnej między godz. ~23:00 a niemal 02:00 CEST - ten około trzygodzinny okres, w którym zjawisko miało prawo być dostrzegalne znacznie subtelniej lub w gorszych warunkach obserwacyjnych w ogóle będąc poza możliwością rejestracji, nie zdołał wygasić burzy w stopniu całkowitym, ponieważ po solidnym wzburzeniu z wcześniejszych godzin i nadal dużym potencjale, był to prawdopodobnie zbyt krótki epizod, aby znacząco zredukować aktywność burzy w ujęciu globalnym. Na trzy godziny burza osłabła do "jedynie" kategorii G3 (coś pięknego pisać o trzeciej kategorii jako "osłabnięciu"), jednak przy północnym skierowaniu Bz zorze polarne zostały znacząco przygaszone ograniczając się do niewielkiej wysokości nad północnym horyzontem (trzecie powyższe nagranie z Piwnic). Osłabnięcie aktywności burzy nie potrwało jednak długo.

Sonda DSCOVR o godz. 02:40 CEST (już 24 kwietnia) zarejestrowała zmianę skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego z silnie północnego wytłumiającego zorze w minionych 3 godzinach na bardziej neutralne w okolicy 0nT pokazując, że odbija ono od niekorzystnego trendu. Jeszcze przed 03:00 CEST składowa Bz osiągnęła wartość -24nT wracając do pierwotnych wartości i zapewniając kolejny silny zastrzyk paliwa dla aktywności burzy.

Kwadrans po godz. 03:00 CEST nastąpiło przełamanie kolejnej "magicznej" granicy natężenia całkowitego [Bt] 30nT, dokładnie osiągającego wartość 34nT - najwyższą z dotychczasowych w 25. cyklu aktywności słonecznej, przy jednocześnie najwyższej w tym roku sile jego południowego skierowania -32, -33nT. To praktycznie całkowite wykorzystywanie dostępnego solidnego potencjału do wzburzania aktywności geomagnetycznej, które momentalnie poskutkowało powrotem do burzy kategorii G4, schodzącej z zasięgiem zorzy polarnej nad niskie szerokości geograficzne.

W tych chwilach już większość Europy Środkowej była w zasięgu burzy, zaś nasz kraj został wchłonięty jej zasięgiem do tego stopnia, a Bt/Bz okazały się na tyle korzystne, że zorze polarne zostały zaobserwowane w wielu regionach silnie zaśmieconych sztucznym oświetleniem. Wysoki stopień zaświetlenia nie był też przeszkodą w zarejestrowaniu zorzy - choć oczywiście w bardziej subtelny sposób, niż poza miastami - relacje czytelników o takim powodzeniu obserwacji w miejscach wysoce zurbanizowanych spływały zarówno z Krakowa, Kielc czy Warszawy, nad którą zjawisko było rejestrowalne nawet na 60 stopniach nad horyzontem, by w mniej zaświetlonych lokalizacjach ukazać się nawet na wysokościach okołozenitalnych i zająć większość firmamentu. W takich wypadkach obserwator mógłby zarejestrować zorzę... odwracając się ku południowej stronie i nieba i kierując aparat na wysokie elewacje do zenitu włącznie, mogąc tym samym spoglądać na rozmaite struktury zorzy od spodu. Niebywałe.

Zapis danych wiatru słonecznego z sondy DSCOVR z okresu 23-24.04.2023 r. Widoczna skokowa i znaczna zmiana warunków w momencie uderzenia CME około 17:00 UTC: wzrost całkowitego [Bt] natężenia pola magnetycznego [1A] do ponad 20nT i nasilenie południowego [1B] skierowania [Bz] uruchamiającego aktywność burzy, połączone z wzrostem gęstości wiatru do ponad 20p/cm³ [2] i prędkości do około 500 km/sek. [3]. Zmiany te poskutkowały zaistnieniem ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4, która wraz z pogłębianiem się południowego skierowania pola [1C] powiązanym ze stopniowym zwiększaniem prędkości [3A] powodowała rosnącą aktywność zorzy polarnej osiągającej nad Polską ponad 2/3 powierzchni nieba. W wyniku przejścia skierowania pola magnetycznego na północne [4] około 20:40 UTC następuje blokada rozwoju aktywności burzy i jej chwilowe osłabnięcie do stanu silnej kategorii G3, czemu towarzyszy pogorszenie parametrów gęstości poniżej 1p/cm³ [5] i prędkości [6] do około 400 km/sek. W tym okresie zorza polarna nad Polską rejestrowana jest jako subtelne pojaśnienie tylko nad północnym i północno-wschodnim horyzontem, w regionach silnie zaświetlonych często będąc poza możliwością rejestracji. Ponowna korzystna zmiana skierowania pola magnetycznego na południowe 24.04 około godz. 01:00 UTC [7A] powoduje polepszenie gęstości do około 10p/cm³ [8] i prędkości do około 600 km/sek.[9], co przy największym jak dotąd w tym cyklu słonecznym odchyleniu południowego Bz do -32, -33nT momentalnie przywraca ciężką burzę magnetyczną kategorii G4 korzystającą z praktycznie całego dostępnego potencjału wywołanego wzrostem natężenia pola magnetycznego do najwyższych jak dotąd w tym cyklu wartości 34nT [7B] bardzo stabilnych w kolejnych godzinach [11]. Jednocześnie około godz. 05-06 UTC 24.04 następuje osłabnięcie Bz do -20nT [10] co redukuje aktywność burzy do kategorii G3, a ponieważ tendencja słabnięcia tego parametru jest podtrzymywana, ostatni epizod burzy zawiera się już tylko w kategorii G2, by po przejściu skierowania pola magnetycznego na północne [12] ostatecznie ją wygasić. Krótki czas później skierowanie północne przybrało jeszcze silniejsze odchylenie dochodzące do ponad +20nT definitywnie zatrzymujące jakąkolwiek aktywność geomagnetyczną, po czym oba parametry z biegiem następnych godzin kontynuowały powrót do codziennych wartości. Credit: DSCOVR

Za sprawą najwyższych jak dotychczas w tym cyklu parametrów magnetycznych zorze polarne w przypadku wielu obserwacji ukazały się na sposób mogący kojarzyć się bardziej z wysokimi szerokościami geograficznymi, zdecydowanie wyłamując się ze schematu "polskiej zorzy". Zielony wał zorzy zwykle zawieszony tuż nad północnym horyzontem tym razem przesunął się kilkanaście stopni wyżej, w połączeniu z równie wyraźnie zielonymi strukturami przypominającymi obłoki nawet kilkadziesiąt stopni nad horyzontem, gdzie do tej pory zielone światła zorzy przy takiej wysokości kojarzyły się raczej ze Skandynawią. Kamery internetowe Instytutu Fizyki Atmosfery im. Leibniza (IAP) zlokalizowane na szerokościach geograficznych zbieżnych z Polską u naszych zachodnich sąsiadów w Kühlungsborn rejestrowały zorzę polarną nie jako zwykłe pojaśnienie nad samym horyzontem, ale zjawisko wypełniające całe pole widzenia do kilkudziesięciostopniowej elewacji. W wielu polskich lokalizacjach zorza polarna rejestrowana była nie tylko w samym zenicie, ale nawet po jego przekroczeniu, wypełniając większość firmamentu. Nad północnym horyzontem zjawisko zostało zarejestrowane w południowej Francji, a nawet w Hiszpanii, z Calar Alto Observatory na 37. stopniu szerokości geograficznej północnej.

Poza wysoko położonym zielonym wałem i podobnej barwy strukturami rejestrowanymi kilkadziesiąt stopni nad horyzontem dostrzegalne były bardziej tradycyjne już dla Polski barwy purpury, czerwieni i fioletu wypełniające nie rzadko całe pole widzenia krótkoogniskowych obiektywów. Takiego zorzowego szaleństwa nie dostarczyła ciężka burza magnetyczna kategorii G4 z 23-24 marca, ani silna kategorii G3 z końca lutego. Widzimy zarazem, że trzy miesiące z rzędu w ostatnim tygodniu każdego z nich, gotowości zorzowe za każdym razem "awansują" w alarm dla polskich obserwatorów. O tym, że podsumowywana dziś burza magnetyczna mimo tej samej kategorii co burza sprzed miesiąca była silniejsza świadczy też moment jej wystąpienia prawie u kresu kwietnia.

O ile w czasie bliskim rozpoczęciu astronomicznej wiosny często możemy oczekiwać, że nawet niezbyt solidne porcje wiatru słonecznego zdolne będą wzburzyć aktywność geomagnetyczną na znacznie większą skalę, niż by to czyniły w innych miesiącach roku, za sprawą niepoznanego do końca "efektu równonocy", nazywanego niekiedy też "efektem Russella-McPherrona", o tyle w tygodniach odległych od równonocy wiosennej czy jesiennej Słońce musi się postarać znacznie bardziej, by tak radykalnie wzburzyć pogodę kosmiczną. Jeśli teraz, w ostatnim tygodniu kwietnia udało się rozwinąć aktywność burzy magnetycznej do kategorii G4, to cóż moglibyśmy oczekiwać, gdyby ten sam rozbłysk i CME w powyżej przedstawionym łańcuchu wydarzeń nastąpił w przededniu astronomicznej wiosny?

Niewykluczone, że przed miesiącem wobec tak silnego magnetycznie CME i przynoszącego dodatkowo wyższą prędkość wiatru słonecznego od marcowego wyrzutu, zaobserwowalibyśmy pierwszą od 18 lat ekstremalną burzę magnetyczną kategorii G5 - zjawiska, które od 11 września 2005 roku już nie zaistniało; które najsłabszy od stulecia 24. cykl aktywności słonecznej nie przyniósł nam ani razu; ale i które w wyraźnie solidniejszym jak dotąd cyklu bieżącym wydaje się być kwestią czasu. Tak imponujące wyskoki Dziennej Gwiazdy, którymi się ona popisuje prawie miesiąc do miesiąca już na obecnej, stosunkowo młodej jeszcze fazie wzrostowej 25. cyklu słonecznego, od maksimum którego nadal dzielą nas około dwa lata (o ile nie nadejdzie szybciej) mogą tylko zaostrzać apetyty obserwatorów na kolejne lata tej dekady.

Po nadejściu świtu nad Polskę burza w dalszym ciągu miała się świetnie. Kategoria G4 utrzymywana była bez najmniejszych trudności za sprawą utrzymującego się wysokiego natężenia pola magnetycznego wiatru słonecznego na poziomie 32-33nT i stabilnego południowego skierowania rzędu -27 do -30nT. W tym samym czasie prędkość wiatru obniżyła się do około 550 km/sek., ale i tak stanowiło to wartość o 200 km/sek. wyższą, niż jeszcze kilkanaście godzin wcześniej przed uderzeniem CME. Kraje Europy Środkowej nie mogły już zbyt wiele korzystać z tej aktywności geomagnetycznej, podczas gdy obserwacje mogły być kontynuowane przez amatorów po drugiej stronie Atlantyku. W Stanach Zjednoczonych trwająca jeszcze noc umożliwiała obserwacje zórz polarnych podobnie jak przed miesiącem nawet na niskich szerokościach geograficznych, w takich stanach jak Kalifornia czy Teksas, ale tym razem półkula ta nie była tak uprzywilejowana jak nasza. To Europa, w tym Polska załapały się zdecydowanie lepiej na okres maksymalnej aktywności burzy i najsilniejszych odchyleń w wartościach Bt/Bz, co w marcu nastąpiło dopiero po wschodzie Słońca nad naszym krajem.

Zmiany na niekorzyść zaczęły się uwidaczniać w poniedziałkowy poranek po godz. 07:30 CEST. Wprawdzie całkowite natężenie pola magnetycznego pozostawało wysokie, wręcz sprawiające wrażenie "zamrożonego" - taka była jego stabilność przekraczająca 30nT aż do 13:00 CEST, jednak od wspomnianych godzin porannych zaczęła rysować się zmiana w wartości południowego skierowania, najpierw obniżającego aktywność burzy magnetycznej do kategorii G3 (-13 do -18nT), bliżej 12:00 CEST umiarkowanej G2 (-5 do -10nT) podczas gdy o godz. 14:00 CEST indeks Kp zmniejszył się poniżej 5 potwierdzając zakończenie burzy (Bz północny, początkowo +3 do +10nT, przy późniejszym skoku do +23nT równoważnym z całkowitym natężeniem pola magnetycznego) - oba parametry dosłownie się pokryły, powoli z biegiem godzin zmierzając ku codziennym wartościom typowym dla spokoju w naszym kosmicznym otoczeniu.

Zestawienie globalnego indeksu Kp (zaburzenia ziemskiego pola magnetycznego) za okres 23-25.04.2023 r. Osiągnięcie wartości 8 w 9-cio stopniowej skali odpowiadające ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4 nastąpiło w dokładnie miesiąc od poprzedniej i pierwszej zarazem takiej burzy w 25. cyklu aktywności słonecznej. Tym razem jednak okres maksymalnej aktywności burzy przypadł na godziny nocne faworyzując w ten sposób obserwatorów w Polsce i wielu krajach Europy Środkowej. Po świcie nad naszym krajem aktywność geomagnetyczna stopniowo wygasała, aż wspomniana wyżej zmiana w kierunku pola magnetycznego wiatru słonecznego na północny przyniosła wygaszenie burzy i powrót do stanu ciszy (Kp poniżej 5). Credit: SWPC

Łącznie wydarzenie trwało 24 godziny, na co złożyły się 3 trzygodzinne epizody z ciężką burzą magnetyczną kategorii G4, 2 epizody z silną burzą kategorii G3, 1 epizod z umiarkowaną burzą kategorii G2 i 2 epizody ze słabą G1. Jednak przez ponad 15 godzin zjawisko plasowało się na poziomie lub powyżej silnej burzy i jako wydarzenie, podczas maksimum którego udało się w skali globalnej dobić do indeksu Kp na poziomie 8 w 9-scio stopniowej skali stanowi ona drugą burzę magnetyczną kategorii G4 w 25. cyklu aktywności słonecznej. Ciekawym dodatkiem do wspomnień o tym wydarzeniu pozostanie fakt, że burza ta zaistniała równo miesiąc po pierwszej takiej burzy w 25. cyklu słonecznym, oraz że stanowiła ona niejako dopełnienie "hat-tricka", jakiego Słońce strzeliło Ziemi przez 3 miesiące z rzędu, poczynając od silnej burzy magnetycznej kategorii G3 z 27-28 lutego, która choć o kategorię słabsza - pozwoliła Polakom zarejestrować zorze polarne przez dwie noce.

Biorąc pod uwagę intensywność zjawiska pozwalającą wielu czytelnikom zarejestrować, a nawet zaobserwować wizualnie zorzę polarną w regionach o wysokim stopniu zaświetlenia oraz uwzględniając fakt zajęcia przez nią ponad 2/3 powierzchni nieba i świecenia nawet na południowej połowie firmamentu już po przekroczeniu zenitu, można uznać, że mieliśmy do czynienia z najsilniejszą burzą magnetyczną co najmniej od 7 września 2017 roku. W przypadku tamtej burzy, cechy Bt/Bz kształtowały się podobnie, jednak znacznie krócej i przy słabszej gęstości lecz wyższej o około 150 km/sek. prędkości - nie obserwowano wówczas zorzy polarnej na tak znacznej powierzchni nieba. Możliwe zatem, że ostatnia burza była najsilniejszą nawet od czasu tej z przesilenia letniego z 2015 roku. Wówczas w czasie ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4 siła pola magnetycznego wiatru słonecznego dochodziła do 40nT przy podobnej ujemnej wartości południowego skierowania, a w połączeniu z wyraźnie wyższą prędkością oscylującą w pobliżu 800 km/sek. mogła zapewnić (i zapewne tak uczyniła) podobną jeśli nie lepszą aktywność zorzową, co w podsumowywanym dziś przypadku. Niestety w noc z 21/22 czerwca 2015 roku cały kraj tonął w chmurach i poza nielicznymi rozpogodzeniami dokładniejsze obserwacje zjawiska były poza możliwościami Polaków.

Na sam finał wyjątkowo bogata galeria czytelników, którzy zechcieli przedstawić efekty swoich obserwacji. Dziękuję pięknie wszystkim za nadesłane materiały - nie tylko w swoim imieniu, ale także tych wszystkich czytelników, którym zorze polarne w tę emocjonującą noc z różnych powodów umknęły - choć najczęściej z powodu zachmurzenia zakrywającego niebo nad praktycznie całą zachodnią połową naszego kraju. Informacje o autorstwie i lokalizacji oraz godzinie dokonanej obserwacji o ile ta została podana przez autora, dostępne na opisie poszczególnych zdjęć pod każdym z nich. Szczególne podziękowania kieruję do pana dr Sylwestra Kołomańskiego za otrzymaną korespondencję i podzielenie się materiałami obrazującymi pokaz zorzy polarnej nad Polską minuta po minucie z rzutem na całe niebo, co ma bezcenny walor poznawczy pozwalający wszystkim czytelnikom przekonać się jak ogromną powierzchnię nieba zajęło to niesamowite zjawisko w centralnej i południowej części naszego kraju. Tymczasem czekamy na kolejne pokazy siły ze strony naszej Dziennej Gwiazdy i odliczamy do momentu aż znów znajdziemy się na jej celowniku.

Autorski komentarz do bieżącej aktywności słonecznej można śledzić na podstronie Solar Update

Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej na żywo wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych dostępne na podstronie Pogoda kosmiczna

GALERIA CZYTELNIKÓW

Kliknij w miniaturę by otworzyć większy rozmiar.

Autor: Adrian Uliński (Ciechanów, mazowieckie)

Autor: Andrzej Marks (Stargard, zachodniopomorskie)

Autorka: Anna Kunysz (około 20 km nad południe od Kołobrzegu, zachodniopomorskie)

Autor: Dominik Pijet (okolice Częstochowy, śląskie)

Autor: Jacek Zięba (Kurpie, mazowieckie)

Autor: Janusz Strykowski (Góry Świętokrzyskie, woj. świętokrzyskie)

Autor: Jarek Jarosław (Świdnik, lubelskie)

Autor: Karol Babiel (Nowogród, podlaskie)

Autor: Korneli Zwierzyński (Dziwnówek, zachodniopomorskie)

Autor: Leszek Bartczak (Morasko, Poznań, wielkopolskie, godz. 00:10-00:20 CEST)

Autor: Łukasz Piasecki (okolice Barlinka, zachodniopomorskie)

Autorka: Małgorzata Maćkowiak-Bartczak (północ Poznania, wielkopolskie)

Autor: Mar Ozma (Podlasie)

Autor: Marcin Oździński (Warszawa, mazowieckie)

Autor: Mateusz Dudek (Kielce, świętokrzyskie)

Autor: Mateusz Matusiak (Wilkanowo, koło Zielonej Góry, lubuskie)

Autor: Marcin Baraniecki - Puszcza Białowieska (podlaskie)

Autor: Michał Kurzak (Zawiercie, śląskie)

Autorka: Monika Bojanowska (gm. Załuski, mazowieckie)

Autorka: Monika Bojanowska (gm. Załuski, mazowieckie)

Autor: Paweł Turaj (Kostrzyn [nad Odrą], lubuskie)

Autor: Radosław Tarkowski (Wyspa Sobieszewska, pomorskie, 22:05 CEST)

Autor: Szymon Grudny (Płońsk, mazowieckie, 22:14-22:19 CEST)

Autor: Tomasz Jaworski (Szczecinek, zachodniopomorskie)

Autor: Tomasz Omilian (Ełk, warmińsko-mazurskie)

Autor: YourSoul MattersMost (Lublin, lubelskie)

Autorka: Zuzanna Szewc (Mielno, zachodniopomorskie)

  f    t    yt   Bądź na bieżąco z tekstami, zapowiedziami, alarmami zorzowymi i wiele więcej - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na Twitterze, subskrybuj materiały na kanale YouTube lub zapisz się do Newslettera.