Hvordan ved vi, om en CME er rettet mod Jorden, og hvornår den vil ankomme?

Når en protuberans eller filament opstår, ved vi ikke umiddelbart, om det lancerede en koronal masseudstødning (CME). Selv hvis en koronal masseudstødning brød ud i rummet, er der ingen garantier for, at den er rettet mod Jorden. I denne artikel vil vi vise dig de metoder, du kan bruge til at bestemme, om en koronal masseudstødning brød ud fra Solen, om den er rettet mod Jorden, og hvornår den kan ankomme.

1. Brug af protonfluxmonitor

På vores hjemmeside finder du et dataplot, der viser mængden af ≥10 MeV solprotoner målt nær Jorden. Under enorme eksplosioner på Solen kan en solstrålingsstorm udløses. Solprotoner bliver blæst ud i rummet og kan rejse med hastigheder tæt på lysets hastighed i ekstreme begivenheder. De er de første partikler, der ankommer til Jorden, så en solstrålingsstorm kan udvikle sig meget hurtigt efter en større begivenhed på Solen. Disse solprotoner er en god indikator på, at der var en soludbrudshændelse, der sandsynligvis lancerede en koronal masseudslyngning i rummet. Selvom vi kan være ret sikre på, at en koronal masseudstødning blev sendt ud i rummet, er dette ikke den ideelle måde at afgøre, om den koronale masseudstødning er rettet mod Jorden, da disse partikler har tendens til at følge det interplanetariske magnetfelt: Parkerspiralen. Det er sket, at vi så en solstrålingstorm på Jorden, selvom den tilhørende koronale masseudstødning ikke havde en jordrettet komponent. Dette sker ofte under begivenheder nær den vestlige rand, men i sjældne tilfælde har selv protoner fra større solbegivenheder på den fjerneste side nået vores planet.

Billede: Et eksempel på plottet med ≥10 MeV solprotoner, som du kan finde på vores hjemmeside. Dette plot viser ≥10 MeV solar proton flux nær Jorden den 14. juli 2000, da et større X5.7 soludbrud fandt sted. Vi ser en kraftig stigning i mængden af ≥10 MeV solprotoner, der starter kl. 10:35 UTC, kun 32 minutter efter, at soludbruddet startede. En stærk S3 solstrålingsstorm udviklede sig hurtigt.

2. Brug af SOHO/LASCO koronagrafbilleder

Den bedste måde at være sikker på, at en koronal masseudstødning er rettet mod Jorden, er ved hjælp af billeder taget af LASCO C2- og C3-koronagrafinstrumenterne, som er placeret på rumfartøjet SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). SOHO iagttager Solen fra Jordens perspektiv, så potentielle jord-rettede koronale masseudslip nemt kan identificeres. Koronale masseudstødninger, der er rettet mod Jorden, vil vise sig som delvise eller fulde halo koronale masseudstødninger, når de forplanter sig væk fra Solen. Husk på, at billederne fra SOHO ikke altid er i realtid, og du skal ofte vente flere timer på nye billeder, og det kan derfor ofte tage et stykke tid, før vi ved med sikkerhed, om en koronal masseudstødning er jord-rettet eller ikke.

Nedenfor har vi to gode eksempler på, hvordan en koronal masseudstødning kunne se ud på billederne fra SOHO/LASCO-instrumentpakken. Animationen til venstre viser en koronal masseudstødning som set af SOHO/LASCO C2-instrumentet, som er på vej mod nord og ikke påvirkede Jorden. Der er ingen halo-kontur, så vi kan nemt konkludere, at denne plasmasky ikke er rettet mod Jorden. Til højre ser vi dog en fuld halo koronal masseudstødning som set af SOHO/LASCO C2. Omridset af denne koronale masseudstødning danner en perfekt cirkel, der opsluger hele LASCOs synsfelt. Det betyder en af to ting: Plasmaskyen er rettet direkte mod eller væk fra os.

Hvis vi er usikre på, om en koronal masseudstødning opdaget i LASCO-billeder kommer fra den jordvendte solskive, måske på grund af ingen klare tegn på et udbrud, kan vi se på billederne lavet af STEREO-missionen (Solar Terrestrial Relations Observatory). STEREO-missionen består af to rumfartøjer, som hedder STEREO Ahead & STEREO Behind. De holder øje med solens bagside. Billederne af STEREO og SOHO kombineret vil give os en 3D-repræsentation af den koronale masseudstødning og fortælle os, om den koronale masseudstødning kommer mod Jorden eller rejser væk fra Jorden. Billeder fra både SOHO- og STEREO-missionerne kan findes på hjemmesiden.

Ved at bruge alle de billeder, der er tilgængelige fra SOHO- og STEREO-missionerne, kan rumvejrsforskerne beregne afgangshastigheden og indstille et estimeret ankomsttidspunkt (ETA) for den koronale masseudstødning. Når de er færdige med deres rapporter, kan du se på vores side og se på solvindmodellerne og de daglige rapporter fra NOAA SWPC for at se, hvornår koronalmasseudstødning forventes at ankomme. SpaceWeatherLive-teamet vil også give en analyse under større begivenheder.

3. Brug af SIDC Cactus Software

Det belgiske Solar Influences Data Analysis Center (SIDC) udviklede programmet CACTUS, som står for Computer Aided CME Tracking. Den scanner automatisk billeder fra SOHO/LASCO for at afgøre, om en koronal masseudstødning sandsynligvis vil ramme Jorden eller ej. Det vil vise, om en koronal masseudstødning er en halo koronal masseudstødning eller delvis halo koronal masseudstødning og bestemmer også lift-off hastigheden af koronal masseudstødningen, hvilket vil gøre det muligt at bestemme, hvornår koronal masseudstødningen kunne ankomme.

4. Brug af EPAM-plottet

EPAM står for Electron, Proton and Alpha Monitor og er et instrument på ACE-satellitten, der måler de elektroner og protoner, der sendes ud med solvinden. Det er et meget nyttigt instrument til at vide, om en koronal masseudstødning er rettet mod Jorden, og hvornår den vil ankomme. Vi gør det lidt klart med nogle EPAM-plot. Nedenfor kan du finde et EPAM-plot, da det kan se ud et par timer efter et soludbrud.

Når der sker en enorm eksplosion på Solen, slynges elektroner og protoner væk fra Solen ud i rummet. Elektronerne og protonerne skubbes ud med solvindstrømmen. Umiddelbart efter en begivenhed, der lancerede en koronal masseudstødning, vil EPAM-plottet vise en stigning i lavenergielektronerne, som markerer starten på opblussen. Lav-energi proton plot vil også vise en konstant stigning. Dette indikerer ofte, at en del af den koronale masseudstødning er rettet mod jorden. Hvis vi sætter alt sammen, og vi ved, at en koronal masseudstødning er på vej til Jorden... er et kritisk spørgsmål tilbage: hvornår kommer den koronale masseudstødning?

Hvornår ankommer CME?

Når vi kender hastigheden af den koronale masseudstødning, kan vi selv beregne, hvornår den kan ankomme. Med den følgende tabel kan du afgøre, hvor lang tid det tager at udstøde koronalmassen fra Solen til Jorden, forudsat at den ikke bremses undervejs. Tiderne nedenfor er således kun vejledende. Det er almindeligt, at koronale masseudstødninger ankommer tidligere eller senere end det forventede ankomsttidspunkt med en margin på nogle gange 6 timer eller mere!

Bestem påvirkningen ved at bruge EPAM-monitoren

Når en koronal masseudstødning er blevet lanceret, og vi har fastslået, at den er rettet mod Jorden, er det eneste, vi kan gøre, at vente og se EPAM-plottet. De fleste koronale masseudstødninger danner et chok foran selve plasmaskyen, og dette accelererer protoner, som vi kan måle ved hjælp af EPAM-instrumentet på ACE. Vi vil se, hvordan protonplottet bliver ved med at stige indtil ankomsten af koronal masseudstødningen. Den første stigning i plottet (lige efter et soludbrud) kaldes "startfasen". Den bliver ved med at stige langsomt (ramp up phase), efterhånden som den koronale masseudstødning kommer tættere på. Få timer før den faktiske ankomst af koronalmasseudkastet sker der en ny kraftigere stigning, hvilket tyder på, at koronalmasseudkastet snart kommer. Når EPAM-plottet topper, indikerer det, at den koronale masseudstødning er ankommet til DSCOVR-satellitten. Solvinden og interplanetariske magnetfeltdata skulle nu tydeligt vise, at den koronale masseudslyngning er ankommet. Efter ankomsten af koronal masseudstødningen vil du se, at protonniveauerne langsomt vil falde til normale værdier... medmindre der selvfølgelig er en anden koronal masseudstødning på vej til Jorden. Billedet nedenfor viser et eksempel på EPAM-plottet, hvor du tydeligt kan se de forskellige faser. Bemærk, at langsomme og svagere koronale masseudstødninger nogle gange ikke skubber en chokbølge foran sig. Disse er meget sværere eller umulige at vælge ud på EPAM!

<< Gå til forrige side