Oczekiwanie na strumień z dziury koronalnej. Nowy panel danych wiatru słonecznego od Solar Orbiter

W środę sonda Solar Orbiter (SolO), która obecnie znajduje się znacznie bliżej Słońca od Ziemi, w odległości 0,6 AU, nieco powyżej połowy dystansu dzielącego nas od Dziennej Gwiazdy, zarejestrowała silne wzburzenie w warunkach wiatru słonecznego. Obecnie SolO znajduje się jedynie 11 stopni na wschód od linii Słońce-Ziemia będąc coraz lepiej "skalibrowaną" pod względem pozycji z naszą planetą, a za tydzień znajdzie się wręcz na linii Słońce-Ziemia, z biegiem tygodni przechodząc coraz dalej na zachód. W najbliższych tygodniach jesteśmy więc w bardzo dobrym okresie pod względem położenia SolO dla uzyskania kolejnego punktu odniesienia przed napływającym wiatrem słonecznym i z tej okazji zespół SolO przygotował nowe narzędzie mogące być pożytecznym dla miłośników tematu aktywności słonecznej i geomagnetycznej, do czego przejdę pod koniec wpisu.

5 marca około 12 UTC w położeniu SolO siła pola magnetycznego (IMF) wzrosła do 20nT, kilka godzin później osiągnęła 30nT, a w kilku pierwszych godzinach 6 marca dochodziła aż do 35nT. Silna wartość powyżej 25nT utrzymała się ponad dobę. Stopniowy wzrost tych wartości sugeruje, że spodziewany strumień z dziury koronalnej, o której wspominam od kilku dni w ostatnich komentarzach Solar Update, zdołał już osiągnąć SolO i przyniósł znaczące zaburzenie obserwowanych przez nią warunków wiatru słonecznego. W środę dziura koronalna osiągnęła centralny południk i zaczęła emitować strumień CHHSS ku Ziemi, ale wcześniej gdy była jeszcze we wschodniej części tarczy emitowała go bardziej bezpośrednio w kierunku SolO. Zarejestrowane warunki są trojako obiecujące, z pewnymi zastrzeżeniami.

Ostatnie dane zmian w polu magnetycznym rejestrowane przez Solar Orbiter (stan z 06.03.2025 13:10 UTC). Widoczny stopniowy wzrost siły IMF (czwarty wykres) z Bt~35nT oraz ogólną dominację południowego kierunku Bz (trzeci wykres) pomimo częstych wahań. Credit: Solar Orbiter / https://www.imperial.ac.uk//

Po pierwsze trzeba pamiętać, że SolO jest znacznie bliżej Słońca od Ziemi (0,6AU) i rejestrowane przez nią warunki nie tylko są znacznie wyższe od tych, jakich możemy oczekiwać po dotarciu CHHSS do Ziemi, ale też niekoniecznie w pełni reprezentatywne dla nadchodzących w naszym otoczeniu, które ACE i DSCOVR w punkcie L1 zarejestrują. Sonda jest wprawdzie odchylona tylko o 11 stopni na wschód od układu Słońce-Ziemia, ale w praktyce nawet tak zbieżne z Ziemią położenie nie musi gwarantować uderzenia w naszą planetę wiatru słonecznego o dokładnie tych samych cechach. Bardzo obiecujących wartości zmierzonych przez SolO w ostatniej dobie nie możemy zatem utożsamiać z potencjalnymi parametrami Bt i Bz po dotarciu strumienia do Ziemi, gdyż siła IMF zawsze maleje proporcjonalnie do kwadratu odległości.

Tak silne IMF zmierzone przez SolO daje jednak szansę na to, abyśmy także odnotowali dość obiecujące wartości, które dla sond ACE i DSCOVR w punkcie L1 w dużym przybliżeniu i dość bezpiecznych szacunkach powinny wynieść około 15-20nT. Byłby to umiarkowany potencjał strumienia do wzburzenia aktywności geomagnetycznej, ale o jego korzystnym spożytkowaniu dla rozwoju zórz polarnych można będzie mówić tylko w razie dominacji południowego kierunku pola magnetycznego wiatru jaki napłynie (tj. składowej Bz, która w przypadku SolO reprezentowana jest jako B_N - trzeci wykres). Z ostatnich danych wynika, że składowa B_N wykazywała znaczące wahania, ale dominował korzystny kierunek południowy. Optymizmem napawa też fakt, że CHHSS emitowany jest z dziury koronalnej o negatywnej (ujemnej) polaryzacji, co - jak już część z Was może kojarzyć po lekturze poprzedniego tekstu o efekcie równonocy - może stanowić trzeci po wartościach IMF i dominacji południowego B_N dobry zwiastun, zwłaszcza, że taka konfiguracja magnetyczna dziury koronalnej w obecnej porze roku bywa sprzyjająca burzom magnetycznym.

  

Dziura koronalna (po lewej) i mapa synoptyczna (po środku) ukazująca ujemną polaryzację pól magnetycznych na Słońcu, w obrębie których uformowana jest ta dziura. Miesiąc wcześniej ta sama struktura przyniosła nam kilka godzin zaburzonych warunków wiatru słonecznego (po prawej), z dwoma epizodami słabej burzy magnetycznej kategorii G1 9-10 lutego. Obecnie, z uwagi na bliskość równonocy wiosennej podobne warunki wiatru w dziurze koronalnej mógłby zaowocować wyższą aktywnością, o ile emitowany przez nią CHHSS nie osłabł znacząco przez ostatni miesiąc. Credit: SDO / SWPC / DSCOVR

Biorąc pod uwagę, że weekend zapowiada się z dużą ilością pogodnego nieba, a Księżyc dopiero osiągnął I kwadrę - są powody do trzymania kciuków za rozwój wydarzeń. Warunki rejestrowane przez SolO dają powody do zakładania rozwinięcia się sytuacji nie gorzej od tej sprzed miesiąca, kiedy ta sama dziura koronalna zdołała wywołać sześciogodzinną burzę magnetyczną kategorii G1 w dwóch odseparowanych od siebie okresach (09.02 między 18 a 21 UTC i 10.02 między 00 a 03 UTC). Obecnie jesteśmy znacznie bliżej równonocy wiosennej, co także może wspomóc efekty geomagnetyczne. W poprzednim obrocie Słońca CHHSS z tej dziury koronalnej osiągał prędkości rzędu 550-600 km/sek., co powinno skutkować mniej, niż 40 godzinną różnicą w czasie dotarcia do Ziemi po środowym osiągnięciu SolO - nie wiemy jednak jak prędkość w CHHSS się zmieniła, więc może on równie dobrze dotrzeć nieco później. Jeśli zasadniczą część strumienia poprzedzi strefa CIR lub SIR, szanse na wzburzenie warunków będą wyższe. Pozostaje czekać, ale wydaje się, że jest spora szansa na to, aby w weekend czekało nas trochę zorzowych emocji. W razie rozwoju sytuacji wpis zostanie zaktualizowany.

Nowy panel od zespołu Solar Orbiter

Wraz z marcem 2025 zespół misji SolO uruchomił testowo nowe eksperymentalne narzędzie - graficzny panel w formie prostego obrazu zaprojektowany do wyświetlania na pełnym ekranie w rozdzielczości 1920x1020 kilku kluczowych informacji. Są to wstępne dane magnetometru SolO dostarczone w celu umożliwienia monitorowania kilku warunków pogody kosmicznej w czasie rzeczywistym. Nie są one przeznaczone do publikacji naukowych, gdyż nie zawierają ostatecznych danych, ale mogą być przydatne dla choćby orientacyjnego podglądu na warunki pola magnetycznego wiatru słonecznego docierającego do SolO, co można mniej lub bardziej trafnie skalować na ewentualne wartości poszczególnych parametrów po dotarciu wiatru do Ziemi - przynajmniej przez okres kilku tygodni korzystnego zgrania się pozycji sondy z linią Słońce-Ziemia. Dane odświeżają się co godzinę - aby je odczytać należy samodzielnie odświeżyć tę grafikę.

Zapis danych magnetometru na pokładzie Solar Orbiter ukazuje silne zaburzenie od połowy 5 marca, przynoszące przez ponad 24 godziny silne pole magnetyczne IMF przekraczające wartość 25nT, a w maksimum dochodzące do 35nT, przy częstych wahaniach skierowania pola północ-południe z dominacją korzystnej składowej południowej. Może to się przełożyć na umiarkowany potencjał CHHSS po dotarciu do Ziemi w ciągu najbliższych kilkudziesięciu godzin. Credit: SolO / https://www.imperial.ac.uk/

Po lewej stronie panelu mamy skrót kilku informacji: potwierdzenie lub wykluczenie użyteczności SolO w danym czasie dla prognozowania pogody kosmicznej; kąt odchylenia sondy od Ziemi w układzie Słońce-Ziemia, odległość sondy od Ziemi, szacowany czas przybycia CME przy prędkości 400 i 1000 km/sek. oraz odległość sondy od Słońca. Po środku panelu znajdziemy schemat położenia SolO względem Słońca i Ziemi w rzucie z góry na płaszczyznę ekliptyki (widzimy północne bieguny Słońca i Ziemi) wraz z niebieską linią zaznaczającą położenie SolO w następnych 7 dniach oraz w rzucie bocznym z perspektywy Ziemi (środek Słońca to centrum widocznej tarczy), także z położeniem SolO i linią obrazującą ruch sondy przez następne 7 dni. Na przykładzie z 6 marca widzimy, że SolO jest nieco "poniżej" układu Słońce-Ziemia, ale w niedużej odległości (11 stopni) na wschód (na lewo od Słońca). Po prawej stronie mamy zapis składowych pola magnetycznego wiatru słonecznego napływającego na SolO, z uwzględnieniem B_R, B_T, B_N i |B| mierzonych w nT. Z perspektywy aktywności geomagnetycznej najbardziej interesuje nas trzeci i czwarty wykres - B_N to odpowiednik BZ w układzie współrzędnych stosowanym dla sond ACE i DSCOVR, a |B| to całkowita wartość IMF. Po uwzględnieniu różnicy w odległości między SolO a Ziemią można orientacyjnie szacować wartości tych składowych po dotarciu wiatru do Ziemi.

AKTUALIZACJA 08.03  10:20 CET

Od kilku godzin na Ziemię napływa CIR skutkujący stopniowym wzrostem gęstości wiatru, jaki szczególnie wyraźnie zarysował się przed świtem - gęstość wzrosła z dotychczasowych ~5 do ponad 35p/cm³, po czym od pewnego czasu opadła do wcześniejszego poziomu, wraz z rosnącą obecnie prędkością, od dotychczasowych 380-400 do ponad 450, momentami zbliżającej się do 500 km/sek. Towarzyszy tym zmianom stopniowe nasilanie pola magnetycznego wiatru słonecznego (IMF/Bt), które zbliża się do 15nT z dominacją stabilnie korzystnego południowego kierunku  Bz. O ile taki stan się utrzyma możliwe, że uda się rozwinąć słabej burzy, choć na ten moment wszystkie wymienione wartości prezentują się mniej okazale od poprzedniego strumienia z tej dziury koronalnej podczas napływu około 9 lutego. Zobaczmy czy i jak sytuacja odmieni się w ciągu dnia.

Komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona Solar Update

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

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

Oprac. własne w oparciu o materiały SolO, Imperial.