Aurinkotuuli

Aurinkotuuli on Auringosta vapautuneiden varautuneiden hiukkasten (plasman) virtaus. Tämän virtauksen nopeus, tiheys ja lämpötila vaihtelevat jatkuvasti. Näiden kolmen parametrin dramaattisin ero tapahtuu, kun aurinkotuuli pakenee korona-aukosta tai koronan massapurkauksena. Korona-aukosta peräisin olevan virtaus voidaan nähdä tasaisena nopeana aurinkotuulen virtana, jossa korona massapurkaus muistuttaa enemmän kuin valtava nopeasti liikkuva plasmapilvi. Kun aurinkotuuli saapuu Maahan, se kohtaa maapallon magneettikentän, jossa aurinkotuulen hiukkaset pääsevät ilmakehäämme planeettamme magneettisen pohjois- ja etelänavan läheisyydessä. Aurinkotuulen hiukkaset törmäävät ilmakehässä atomien kanssa, jotka muodostavat ilmakehämme, kuten typpi- ja happiatomit, mikä puolestaan antaa niille energiaa, jonka ne vapauttavat hitaasti valona.

Kuva: Taiteilijan vaikutelma aurinkotuulesta, kun se kulkee Auringosta ja kohtaa maapallon magnetosfäärin. Tätä kuva ei ole oikeassa mittakaavassa.

Aurinkotuulen nopeus

Aurinkotuulen nopeus on tärkeä tekijä. Suuremmalla nopeudella hiukkaset törmäävät maapallon magnetosfääriin voimakkaammin ja niillä on suuremmat mahdollisuudet aiheuttaa häiriöitä geomagneettisiin olosuhteisiin, kun ne puristavat magnetosfääriä. Aurinkotuulen nopeus maapallolla on normaalisti noin 300 km/s, mutta se kasvaa, kun korona-aukon nopea virtaus (CH HSS) tai koronan massapurkaus (CME) saapuu. Koronan massapurkauksen aikana aurinkotuulen nopeus voi hypätä yhtäkkiä 500:aan tai jopa yli 1000 km/s. Alemmilla keskileveysasteilla vaaditaan kunnollinen nopeus ja yli 700 km/s -arvot ovat toivottavia. Tämä ei kuitenkaan ole kultainen sääntö, ja voimakkaita geomagneettisia myrskyjä voi tapahtua myös pienemmillä nopeuksilla, jos planeettojen väliset magneettikentän arvot ovat suotuisia geomagneettisille olosuhteille. Datakaavioista näet helposti, milloin koronan massapurkaus on tullut: aurinkotuulen nopeus kasvaa joskus useilla 100 km/s. Tällöin kestää noin 15–45 minuuttia (riippuen aurinkotuulen nopeudesta törmäyksessä), ennen kuin iskuaalto ohittaa Maan ja magnetometrit alkavat reagoida.

Kuva: Koronan massapurkauksen saapuminen vuonna 2013, nopeusero on ilmeinen.

Aurinkotuulen tiheys

Tämä parametri osoittaa kuinka tiheä aurinkotuuli on. Mitä enemmän aurinkotuulessa on hiukkasia, sitä suuremmat mahdollisuudet revontulien ilmaantumiseen on, kun enemmän hiukkasia törmää maapallon magnetosfääriin. Verkkosivustomme kaaviossa käytetty asteikko on hiukkasia kuutiosenttimetrissä tai p/cm³. Yli 20 p/cm³:n arvo on hyvä alku voimakkaalle geomagneettiselle myrskylle, mutta ei ole takeita siitä, että näemme revontulia, koska myös aurinkotuulen nopeuden ja planeettojen välisen magneettikentän parametrien on oltava suotuisia.

Aurinkotuulen mittaaminen

Tältä sivustolta löytyvät reaaliaikaiset aurinkotuulen ja planeettojen välisen magneettikentän tiedot ovat peräisin Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) -satelliitilta, joka on sijoitettu kiertoradalle Aurinko–Maa järjestelmän Lagrangen pisteeseen 1. Tämä on avaruuspiste, joka sijaitsee aina Auringon ja Maan välissä, missä Auringon ja Maan gravitaatiolla on yhtä suuri vetovoima satelliitteihin, mikä tarkoittaa, että ne voivat pysyä vakaalla kiertoradalla tämän pisteen ympäri. Tämä piste on ihanteellinen Aurinkoa havaitseville satelliiteille, kuten DSCOVR:lle, koska se antaa DSCOVR:lle mahdollisuuden mitata aurinkotuulen ja planeettojen välisen magneettikentän parametrit ennen kuin ne saapuvat maapallolle. Tämä antaa meille 15 – 60 minuutin varoitusajan (riippuen aurinkotuulen nopeudesta) siitä, millaiset aurinkotuulen rakenteita on matkalla kohti Maata.

Kuva: Satelliitin sijainti Aurinko–Maa järjestelmän L1 pisteessä.

Aurinko-Maa L1-pisteessä on vielä yksi satelliitti, joka mittaa aurinkotuulen ja planeettojen välisen magneettikentän arvoja: Advanced Composition Explorer. Tämä satelliitti oli ennen kaikkea ensisijainen tietolähde heinäkuuhun 2016 asti, jolloin Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) aloitti toimintansa. Advanced Composition Explorer (ACE) -satelliitti kerää edelleen tietoja ja toimii nyt varmuuskopiona DSCOVR:lle.

<< Siirry edelliselle sivulle