Com sabem si una EMC està dirigit a la Terra i quan arribarà?

Quan es produeix una erupció de flamarada solar o filament, no sabem immediatament si es va llançar una expulsió de massa coronal (CME). Fins i tot si una expulsió de massa coronal erupciona a l'espai, no hi ha garanties que estigui dirigida cap a la Terra. En aquest article us mostrarem els mètodes que podeu utilitzar per determinar si s'ha produït una erupció de massa coronal des del Sol, si està dirigida cap a la Terra i quan podria arribar.

1. Utilització del monitor de flux de protons

Al nostre lloc web trobareu un gràfic de dades que mostra la quantitat de protons solars ≥10 MeV mesurats a prop de la Terra. Durant enormes explosions al Sol es pot produir una tempesta de radiació solar. Els protons solars són enviats a l’espai i poden viatjar a velocitats properes a la velocitat de la llum en esdeveniments extrems. Són les primeres partícules que arriben a la Terra, de manera que es pot desenvolupar una tempesta de radiació solar molt ràpidament després d’un gran esdeveniment al Sol. Aquests protons solars són un bon indicador que hi ha hagut un esdeveniment solar eruptiu que probablement ha llançat una expulsió de massa coronal a l’espai. Tot i que podem estar segurs que una expulsió de massa coronal s'ha llançat a l’espai, aquesta no és la manera ideal de determinar si l’ejecció de massa coronal està dirigida a la Terra, ja que aquestes partícules tendeixen a seguir el camp magnètic interplanetari: l’espiral de Parker. S'ha arribat a veure una tempesta de radiació solar a la Terra tot i que l’ejecció de massa coronal associada no tenia una component dirigida a la Terra. Això sovint es produeix durant esdeveniments propers a l'extremitat occidental, però en casos rars, fins i tot els protons dels principals esdeveniments solars del costat lluny poden arribar al nostre planeta.

Imatge: Un exemple de la trama de protons solars ≥10 MeV que podeu trobar al nostre lloc web. Aquesta gràfica mostra el flux de protons solars ≥10 MeV a prop de la Terra el 14 de juliol de 2000, quan es va produir una gran flamarada solar X5.7 Veiem un fort augment de la quantitat de protons solars ≥10 MeV a partir de les 10:35 UTC, només 32 minuts després de l'inici del flamarador solar. Es va desenvolupar ràpidament una forta tempesta de radiació solar S3.

2. Utilitzant imatges coronogràfiques SOHO / LASCO

La millor manera d’assegurar-se que l’ejecció de massa coronal està dirigida a la Terra és amb l’ajut d’imatges preses pels instruments coronogràfics LASCO C2 i C3 ubicats a la sonda espacial SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). SOHO observa el Sol des de la perspectiva de la Terra, de manera que es poden identificar fàcilment les possibles eyeccions de massa coronal dirigides a la Terra. Les expulsions de massa coronal dirigides a la Terra es mostraran com a ejeccions de massa coronals parcials o plenes d’halo a mesura que es propaguen lluny del Sol. Tingueu en compte que les imatges de SOHO no sempre es fan en temps real i que sovint cal esperar diverses hores per obtenir noves imatges i, per tant, sovint pot passar un temps abans de saber amb certesa si una eyecció de massa coronal té un component dirigit a la Terra o no.

A sota tenim dos grans exemples de com podria semblar una expulsió de massa coronal a les imatges del paquet d’instruments SOHO / LASCO. L’animació de l’esquerra mostra una expulsió de massa coronal tal com es veu amb l’instrument SOHO / LASCO C2 que es dirigeix cap al nord i no va impactar contra la Terra. No hi ha cap forma d’aureola, de manera que podem concloure fàcilment que aquest núvol de plasma no està dirigit a la Terra. A la dreta, però, veiem una ejecció de massa coronal de l'halo completa tal com es veu a SOHO / LASCO C2. El contorn d’aquesta expulsió de massa coronal forma un cercle perfecte que engloba tot el camp visual de LASCO. Això significa una de les dues coses: el núvol de plasma s’orienta directament cap a o fora de nosaltres.

Si no estem segurs de si una eyecció de massa coronal detectada en imatges LASCO prové del disc solar orientat cap a la Terra potser a causa de no tenir cap senyal clara d’erupció, podem mirar les imatges realitzades per la missió STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory). La missió STEREO consisteix en dues naus espacials anomenades STEREO Ahead i STEREO Behind. Estan observant el costat més llunyà del Sol. Les imatges de STEREO i SOHO combinades ens proporcionaran una representació en 3D de l’ejecció de la massa coronal i ens diran si l’ejecció de massa coronal s’acosta cap a la Terra o s’allunya de la Terra. Les imatges de les missions SOHO i STEREO es poden trobar al lloc web.

Mitjançant l’ús de totes les imatges disponibles de les missions SOHO i STEREO, els científics del temps espacial poden calcular la velocitat de sortida i establir un temps estimat d’arribada (ETA en anglès) per a l’ejecció de massa coronària. Un cop han acabat amb els seus informes, podeu consultar-los al nostre lloc i veure els models de vent solar i els informes diaris de la SWPC de NOAA per veure quan s’espera que arribi l’ejecció de massa coronal. L’equip de SpaceWeatherLive també proporcionarà un anàlisi durant els esdeveniments més importants.

3. Utilització del programari SIDC Cactus

El Centre d’anàlisi de dades de les influències solars belga (SIDC) va desenvolupar el programa CACTUS que fa traçabilitat amb ajuda d'ordinador de CME. Analitza automàticament les imatges de SOHO / LASCO per determinar si és probable que una ejecció de massa coronal arribi a la Terra o no. Es mostrarà si una expulsió de massa coronal és una expulsió de massa coronal halo o una expulsió parcial de massa coronal i també determina la velocitat d’elevació de l’ejecció de massa coronal que permetrà determinar quan podria arribar l’ejecció de massa coronal.

4. Utilització de la gràfica EPAM

EPAM significa Electron, Proton i Alpha Monitor i és un instrument del satèl·lit ACE que mesura els electrons i els protons que s’envien amb el vent solar. És un instrument molt útil per saber si una ejecció de massa coronal està dirigida a la Terra i quan arribarà. Ho deixarem una mica clar amb algunes gràfiques EPAM. Avall podeu trobar una gràfica EPAM, tal com pot semblar poques hores després d’una flamarada solar.

Quan es produeix una enorme explosió al Sol, els electrons i els protons s’allunyen del Sol cap a l’espai. Els electrons i els protons són expulsats amb el flux del vent solar. Immediatament després d'un esdeveniment que ha llançat una expulsió de massa coronal, la gràfica EPAM mostrarà un augment dels electrons de baixa energia que marca l'inici de la flamarada. La gràfica de protons de baixa energia també mostrarà un augment constant. Això sovint indica que una part de l'ejecció de la massa coronal està dirigida cap a la Terra. Si ho ajuntem tot i sabem que una eyecció de massa coronal està de camí cap a la Terra... queda una pregunta crítica: quan arribarà l’ejecció de massa coronal?

Quan arriba el CME?

Un cop sabem la velocitat de l’ejecció de la massa coronal, podem determinar quan ens pot arribar. Amb la taula següent es pot determinar quant de temps trigarà l’ejecció de la massa coronal a viatjar des del Sol fins a la Terra, sempre que no s’alenteixi al llarg del camí. Els horaris que es detallen a continuació són només una guia. És habitual que les expulsions de massa coronal arribin abans o després de l’hora d’arribada prevista amb un marge de vegades de 6 hores o més!

Velocitat CME (km / s)	Temps de viatge (hores)	Dies	Hores
300	138,88	5	18.88
400	104,16	4	8,16
500	83.33	3	11.33
600	69.44	2	21.44
700	59.52	2	11.52
800	52.08	2	4.08
900	46.30	1	22.30
1000	41.67	1	17.67
1100	37.88	1	13.88
1200	34.72	1	10.72
1300	32.05	1	8.05
1400	29.76	1	5.76
1500	27.78	1	3.78
1600	26.04	1	2.04
1700	24.51	1	0.51
1800	23.15	0	23.15
1900	21.93	0	21.93
2000	20.83	0	20.83
2100	19.84	0	19.84
2200	18.94	0	18.94

Determineu l’impacte mitjançant el monitor EPAM

Una vegada que s’ha llançat una expulsió de massa coronal i hem determinat que està dirigida a la Terra, l’únic que podem fer és esperar i veure la gràfica EPAM. La majoria d’ejeccions de massa coronal formen un xoc per davant del propi núvol de plasma i això accelera els protons que podem mesurar amb l’ajut de l’instrument EPAM a l’ACE. Veurem com la gràfica de protons continua augmentant fins a l’arribada de l’ejecció de massa coronal. El primer augment de la gràfica (just després d’una flamarada solar) s’anomena fase d’inici. Continua pujant lentament (fase de pujada) a mesura que l’expulsió de la massa coronal s’acosta. Unes hores abans de l'arribada real de l'expulsió de la massa coronal es produeix una nova pujada més nítida, cosa que indica que l'ejecció de massa coronal arribarà aviat. Quan la gràfica EPAM arriba al màxim, indica que l’ejecció de massa coronal ha arribat al satèl·lit DSCOVR. Les dades del vent magnètic i del camp magnètic interplanetari ara haurien de demostrar clarament que ha arribat l’ejecció de la massa coronal. Després de l'arribada de l'expulsió de massa coronal, veureu que els nivells de protons disminuiran lentament fins als valors normals... tret que hi hagi una altra expulsió de massa coronal en el camí cap a la Terra, per descomptat. La següent imatge mostra un exemple de la trama EPAM on es poden veure clarament les diferents fases. Tingueu en compte que les ejeccions de massa coronal lentes i més febles de vegades no empenyen una ona de xoc davant d'elles. Són molt més difícils o impossibles de detectar-les a la gràfica EPAM!

<< Ves a la pàgina anterior