Umiarkowana burza magnetyczna kategorii G2 (26-27.03.2025): najszybszy jak dotąd strumień z dziury koronalnej po 24. cyklu słonecznym

W dniach 26-27 marca 2025 r. doświadczyliśmy napływu strumienia wiatru słonecznego wysokiej prędkości z dziury koronalnej (CHHSS) posiadającej największe jak dotychczas gabaryty w 25. cyklu aktywności słonecznej. Podczas napływu strumienia na Ziemię doszło do kolejnego w ostatnim czasie wystąpienia zórz polarnych nad umiarkowanymi szerokościami geograficznymi, w tym Polską i krajami sąsiadującymi. Niestety nasz kraj nie licząc dosłownie paru rozpogodzeń na krańcach północno-zachodnich i południowo-wschodnich zalegał pod szczelną pierzyną zachmurzenia uniemożliwiającego obserwację i rejestrację zjawiska, które wówczas osiągnęło swoje maksimum w skali całego miesiąca.

W bieżącej fazie cyklu słonecznego formowanie dziur koronalnych nie jest jeszcze tak powszechne, co w fazie wygasającej, nie mniej już obecnie udało się uformować jednej z najbardziej rozległych tego typu struktur od kilku lat.

Po raz pierwszy zetknęliśmy się z uwalnianym przez nią strumieniem pod koniec lutego. 27-28 lutego doświadczyliśmy 15-godzinnej burzy magnetycznej, która w maksimum osiągnęła umiarkowaną aktywność (kategoria G2), a sama dziura koronalna z uwagi na duże rozmiary była kandydatką do przetrwania wędrówki przez niewidoczną część Słońca i zapewnienia nam podobnego wpływu na aktywność geomagnetyczną za niespełna miesiąc.

Ułatwiło to przewidzenie, że ponownemu napływowi towarzyszyć będzie współtorujący region interakcji (CIR) wiatru słonecznego - obszar silniej zagęszczonych cząsteczek często w połączeniu ze wzmożonym polem magnetycznym, ciśnieniem, temperaturą i ogólnie zwiększonym potencjałem do rozwijania aktywności geomagnetycznej. Napływ CIR zwykle poprzedza wejście w strumień z dziury koronalnej o kilka do kilkunastu godzin, stąd rozwój sytuacji, jaki nastąpił od 26 marca nie był zaskoczeniem.

Wejście w CIR nastąpiło w nocy z 25/26.03 przy stopniowo następującym wzroście gęstości napływającego na Ziemię wiatru z 1-5 do momentami około 25 protonów/cm³ i zwiększaniu siły pola magnetycznego (IMF) dochodzącej w maksimum tej nocy do 18nT, przy prędkości około 380 km/sek. Zmianom tym towarzyszyło głównie północne, niekorzystne skierowanie (Bz) pola magnetycznego wiatru słonecznego, jednak po kilku godzinach konsekwentnie południowego Bz przed rozpoczęciem napływu CIR, udało się i tak zaistnieć trzygodzinnej słabej burzy magnetycznej kategorii G1 między godz. 00:00 a 03:00 UTC. Okazał się to jednak tylko niewielki wstęp do zdarzeń z późniejszych godzin tego samego dnia.

Już za interwał między 12:00 a 15:00 UTC osiągnęliśmy umiarkowaną burzę magnetyczną kategorii G2, kiedy poszczególne warunki w napływającym CIR uległy kolejnej poprawie. Siła IMF wzrosła 26.03 około godz. 12:00 UTC do aż 29nT (co jest wartością obserwowaną zwykle przy silnych lub ciężkich burzach magnetycznych kategorii G3-G4) przy dominacji południowej składowej Bz momentami schodzącej do -28nT, przeważająco około -10nT do -15nT, co rozpoczęło dolewanie oliwy do ognia na większą skalę, niż w minioną noc i ostatecznie zagwarantowało 12 godzin bezustannego stanu burzy, w tym 9 godzin plasującej się w kategorii G2. Już w tym momencie był to silniejszy wpływ CIR względem napływu z końca lutego i zarazem najwyższa aktywność geomagnetyczna od Nowego Roku.

  

Po lewej: zorza polarna sfotografowana wieczorem 26.03.2025 r. z miejscowości Roggow (północne Niemcy). Zdjęcie wykonał i nadesłał na fejsbukowy profil Mateusz Możuch. Po środku: zapis z kamery internetowej w Kap Arkona nad Morzem Bałtyckim na północy Niemiec (szerokość geograficzna Gdańska) z 26.03.2025 r. z godz. 21:00 CET. Credit: Panomax. Po prawej: zapis warunków wiatru słonecznego za okres 26-28.03.2025 r. Widoczny typowy przebieg zmian podczas napływu CIR/CHHSS - stopniowe nabieranie gęstości połączone z nasilającym się polem magnetycznym, w tym przypadku aż do 29nT, przy późniejszym wytrąceniu gęstości w trakcie wchodzenia w główną część strumienia z dziury koronalnej i wzrostu prędkości - podczas tego napływu w niektórych okresach przekraczającej 800 km/sek. a w maksimum około 850-860 km/sek. Były to najwyższe wartości wywołane przez CHHSS od czasu fazy wygasającej poprzedniego cyklu słonecznego. Credit: ACE/SWPC 

W godzinach popołudniowych do Ziemi zaczął docierać strumień z dziury koronalnej (CHHSS), któremu towarzyszyło wytrącenie uprzednio zwiększonej gęstości z około 25-30p/cm³ do 1-3p/cm³ i stopniowo następujący wzrost prędkości wiatru z dotychczasowych 380-400 do 550-600 km/sek. w pierwszej części strumienia. W noc z 26/27.03 jedynie w okresie 00:00-03:00 UTC nie udało się globalnie osiągnąć stanu burzy, ale o poranku została ona przywrócona do życia. Niestety w główną noc aktywności geomagnetycznej podczas tej burzy lokalne przejaśnienia występowały jedynie na niewielką skalę nad północnym zachodem i południowym wschodem, przez co największe wydarzenie geomagnetyczne marca umknęło znakomitej większości Polaków ponad zachmurzeniem.

O poranku 27.03 weszliśmy w jeszcze szybszą część CHHSS, dzięki temu zarejestrowane prędkości wiatru przekroczyły nieznacznie 850 km/sek., a przez pewien czas nie schodziły poniżej 800 km/sek. W tym samym czasie siła IMF zmalała do 5-10nT, ale przy dominacji korzystnego południowego kierunku Bz zaistniały jeszcze 4 okresy ze słabą burzą magnetyczną kategorii G1, ostatni między 15:00 a 18:00 UTC. Pod wieczór burza magnetyczna ostatecznie zanikła, a cechy wiatru słonecznego uniemożliwiły już ponowny rozwój jej aktywności.

W sumie od początku napływu CIR w noc z 25/26.03 do ustania wpływu CHHSS w drugiej części 27.03 zaistniało 27 godzin stanu burzy magnetycznej, w tym aż 9 o umiarkowanej aktywności (G2). Było to najbardziej znaczące wydarzenie pogody kosmicznej całego marca, największe od czasu noworocznej burzy magnetycznej kategorii G4 i zarazem znacznie wyraźniejsze zaburzenie w aktywności geomagnetycznej wywołane tym samym źródłem, co przed końcem lutego. Podczas pierwszego napływu CHHSS z tej samej dziury koronalnej 27-28 lutego, zaistniała tylko 15-godzinna burza magnetyczna (również przerywana, bez ciągłości od początku do zakończenia) z jedynie 3-godzinnym okresem umiarkowanej aktywności.

Możliwe, że tym razem silniej zadziałał efekt równonocy lub RM, jako, że do napływu CHHSS doszło tydzień po rozpoczęciu astronomicznej wiosny. Jednocześnie prędkości zaobserwowane 27.03 uczyniły ten strumień najszybszym jak dotąd w 25. cyklu słonecznym. Innymi słowy, była to pierwsza od 24. cyklu słonecznego burza magnetyczna wywołana napływem tak przyspieszonego wiatru, który ma swoje źródło w dziurze koronalnej. W minionych latach kilkukrotnie obserwowaliśmy prędkości wiatru słonecznego przekraczające 800-850 km/sek., ale zawsze były one skutkiem uderzeń koronalnych wyrzutów masy (CME).

 

Dziura koronalna będąca sprawcą zamieszania pod koniec lutego i pod koniec marca. W ostatnim tygodniu lutego (po lewej) struktura ta była jeszcze nie tak wyraźnie uformowana, co pod koniec marca (po prawej) choć posiadała już podobne gabaryty i rozpiętość zarówno południkową jak i równoleżnikową - od wysokich szerokości heliograficznych południowej półkuli Słońca przez równik aż do umiarkowanych szerokości na północ od równika. Pod koniec marca struktura ta stała się jeszcze wyraźniejsza, emitując po raz drugi strumień wiatru słonecznego wysokiej prędkości w kierunku Ziemi. W związku z faktem, że podczas drugiego obrotu Słońca była ona lepiej wykształcona w porównaniu do stanu z końca lutego oraz z uwagi na jej gabaryty czyniące z niej największą dziurę koronalną w dotychczasowym przebiegu 25. cyklu słonecznego, istnieje duże prawdopodobieństwo, że wraz z kolejnym obrotem Słońca wzejdzie ona na nowo zza wschodniej krawędzi około przełomu drugiej i trzeciej dekady kwietnia, potencjalnie emitując raz jeszcze strumień przyspieszonego wiatru w kierunku Ziemi. Credit: SDO/AIA211.

 

Zestawienie globalnego indeksu Kp (zaburzenia ziemskiego pola magnetycznego) za okres 27-28.02.2025 r. (po lewej) oraz 25-27.03.2025 r. (po prawej). Miesiąc po miesiącu obserwowaliśmy umiarkowaną burzę magnetyczną kategorii G2 wywołaną napływem strumienia wiatru z tej samej struktury na Słońcu, jednak wpływ strumienia tydzień po równonocy wiosennej okazał się znacznie wyraźniejszy. Podczas pierwszego napływu mieliśmy do czynienia z 15-godzinną burzą magnetyczną o przerywanym charakterze, z jedynie 3-godzinnym epizodem kategorii G2 w maksimum zaburzeń, podczas gdy podczas drugiego napływu stan burzy zachodził przez 27 godzin, z czego 9 godzin z umiarkowaną kategorią G2. Dodatkowo w maksimum aktywności geomagnetycznej burza zachodziła w sposób ciągły przez 12 godzin, wykazując większą trwałość względem sytuacji z końca lutego. Credit: SWPC

 

Porównanie prędkości napływającego na Ziemię wiatru słonecznego, jego nasilenia pola magnetycznego (IMF/Bt) oraz zmian w skierowaniu (Bz) pola podczas obydwu napływów CIR./CHHSS z końca lutego (po lewej) i z końca marca (po prawej). O ile prędkość (krzywa czarna) podczas obu okresów oddziaływania tej dziury koronalnej była w maksimum porównywalna, oscylując około 800 km/sek., o tyle w nasileniu pola magnetycznego (krzywa niebieska) różnica miesiąc po miesiącu była już dość wyraźna, rzędu 10nT - normalnie mniej więcej tyle dzieli nas od spokojnych warunków i słabej burzy magnetycznej. Potencjał strumienia był więc wyraźnie wyższy pod koniec marca, dodatkowo południowe odchylenia kierunku (Bz) pola magnetycznego wiatru słonecznego (krzywa czerwona) dzięki wyższej sile IMF w marcu mogły być znacznie silniejsze, dochodząc w maksimum do -28nT, co stanowiło najwyższe ujemne odchylenie od czasu noworocznej burzy magnetycznej kategorii G4. W przypadku każdego z napływów widoczne są liczne i znaczne wahania składowej Bz, z jednej strony uniemożliwiające silniejsze wzburzenie aktywności, z drugiej przynoszące zwykle przerywany charakter burzy - dominująco jednak kierunek okazywał się południowy. Podobnej sytuacji można oczekiwać podczas trzeciego napływu z tej dziury koronalnej w ostatniej dekadzie kwietnia, o ile struktura ta zdoła się do tego czasu utrzymać. Credit: NASA

W związku z dobrą kondycją dziury koronalnej, która między końcem lutego a końcem marca uległa wręcz zwiększeniu swojej rozpiętości i namnożeniu otwartych linii pola magnetycznego zwiększających obfitość strumienia wiatru emitowanego bezustannie w przestrzeń, jest wysoka szansa na to, że wytrzyma ona trwającą obecnie wędrówkę po niewidocznej stronie Słońca i powróci na wystawioną ku Ziemi część gwiazdy w trzeciej dekadzie kwietnia. Jeżeli tak się stanie, może nas czekać trzeci napływ CIR/CHHSS w ostatnim tygodniu kwietnia, wówczas pojawić mogłaby się szansa na następną burzę magnetyczną z zakresu G1-G2. Za nami dwa napływy CHHSS z tej dziury koronalnej; każdorazowo wywoływały one umiarkowane burze magnetyczne, przy czym pod koniec marca znacznie aktywniejszą, od tej z 27-28 lutego.

Około końca drugiej dekady kwietnia struktura ta powinna zacząć wyłaniać się zza wschodniej krawędzi tarczy, a niespełna tydzień później rozpocząć emisję strumienia szybkiego wiatru w kierunku Ziemi, jaki poprzedzony będzie strukturą CIR. Nie jest to przesądzone, ale gdyby dziura koronalna przetrwała obecną wędrówkę po odległej stronie Słońca, warto wstępnie szykować się na taką ewentualność, zwłaszcza, że w kwietniu efekt RM także często daje się we znaki zwiększając wpływ nawet słabszych porcji wiatru słonecznego na aktywność geomagnetyczną. Gdyby bieg wydarzeń potoczył się po myśli obserwatorów, w ostatnim tygodniu kwietnia możemy doświadczyć trzeciej burzy magnetycznej z tego samego źródła na Słońcu, co byłoby pierwszą jak dotąd taką sytuacją w 25. cyklu słonecznym.

Autorski komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona Solar Update

Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych - podstrona 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.