Kaip žinoti, ar CME nukreiptas į Žemę ir kada jis atvyks?

Kai įvyksta Saulės blyksnis arba gijų išsiveržimas, mes iš karto nežinome, ar jis pradėjo vainikinės masės išmetimą (CME). Net jei vainikinės masės išmetimas išsiveržtų į kosmosą, nėra garantijų, kad jis nukreiptas į Žemę. Šiame straipsnyje parodysime, kokius metodus galite naudoti norėdami nustatyti, ar iš Saulės išsiveržė vainikinės masės išmetimas, ar jis nukreiptas į Žemę ir kada jis gali atvykti.

1. Naudojant protonų srauto monitorių

Mūsų svetainėje rasite duomenų diagramą, rodančią ≥10 MeV saulės protonų kiekį, išmatuotą netoli Žemės. Per didžiulius Saulės sprogimus gali kilti Saulės spinduliuotės audra. Saulės protonai iššaunami į kosmosą ir ekstremaliais atvejais gali skristi greičiu, artimu šviesos greičiui. Tai pirmosios dalelės, atkeliavusios į Žemę, todėl po didelio įvykio Saulėje labai greitai gali išsivystyti Saulės spinduliuotės audra. Šie Saulės protonai yra geras rodiklis, rodantis, kad įvyko Saulės įvykis, kuris greičiausiai sukėlė vainikinės masės išmetimą į kosmosą. Nors galime būti tikri, kad į kosmosą buvo paleista vainikinės masės išmetimas, tai nėra idealus būdas nustatyti, ar vainikinės masės išmetimas yra nukreiptas į Žemę, nes šios dalelės linkusios sekti tarpplanetinį magnetinį lauką: Parkerio spiralę. Taip atsitiko, kad Žemėje matėme Saulės spinduliuotės audrą, nors su tuo susijusi vainikinės masės išmetimas neturėjo į Žemę nukreipto komponento. Tai dažnai nutinka per įvykius netoli vakarinės dalies, tačiau retais atvejais mūsų planetą pasiekė net protonai iš pagrindinių tolimųjų Saulės įvykių.

Vaizdas: ≥10 MeV saulės protonų diagramos pavyzdys, kurį galite rasti mūsų svetainėje. Šis grafikas rodo ≥10 MeV saulės protonų srautą netoli Žemės 2000 m. liepos 14 d., kai įvyko didelis X5.7 saulės blyksnis. Matome staigų ≥10 MeV saulės protonų kiekio padidėjimą, pradedant 10:35 UTC, tik praėjus 32 minutėms nuo saulės blyksnio pradžios. Greitai išsivystė stipri S3 saulės spinduliuotės audra.

2. Naudojant SOHO/LASCO koronografijos vaizdus

Geriausias būdas įsitikinti, kad vainikinės masės išmetimas yra nukreiptas į Žemę, yra vaizdai, užfiksuoti LASCO C2 ir C3 koronagrafiniais instrumentais, esančiais SOHO (Saulės ir Heliosferos observatorijos) erdvėlaivyje. SOHO stebi Saulę iš Žemės perspektyvos, todėl galima lengvai nustatyti galimus į Žemę nukreiptus vainikinių masių išmetimus. Vainikinės masės išmetimai, nukreipti į Žemę, bus rodomi kaip daliniai arba pilni halo vainikinės masės išmetimai, kai jie sklinda toliau nuo Saulės. Atminkite, kad vaizdai iš SOHO ne visada rodomi realiuoju laiku ir dažnai naujų vaizdų tenka laukti kelias valandas, todėl dažnai gali praeiti šiek tiek laiko, kol mes tikrai sužinosime, ar vainikinės masės išmetimas turi į Žemę nukreiptą komponentą ar ne.

Žemiau pateikiame du puikius pavyzdžius, kaip gali atrodyti vainikinės masės išmetimas nuotraukose iš SOHO/LASCO prietaisų paketo. Animacija kairėje rodo vainikinės masės išmetimą, kurį mato SOHO/LASCO C2 instrumentas, kuris juda į šiaurę ir nepaveikė Žemės. Nėra aureolės kontūro, todėl galime lengvai padaryti išvadą, kad šis plazmos debesis nėra nukreiptas į Žemę. Tačiau dešinėje matome visą halo vainikinės masės išmetimą, kaip mato SOHO / LASCO C2. Šios vainikinės masės išmetimo kontūrai sudaro tobulą apskritimą, apimantį visą LASCO matymo lauką. Tai reiškia vieną iš dviejų dalykų: plazmos debesis nukreiptas tiesiai į mus arba tolyn nuo mūsų.

Jei nesame tikri, ar LASCO vaizduose aptiktas vainikinės masės išmetimas kyla iš į Žemę nukreipto Saulės disko, galbūt dėl to, kad nėra aiškių išsiveržimo požymių, galime pažvelgti į STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) misijos vaizdus. STEREO misiją sudaro du erdvėlaiviai, pavadinti STEREO Ahead ir STEREO Behind. Jie žiūri į tolimąją Saulės pusę. STEREO ir SOHO vaizdai kartu pateiks 3D vainikinės masės išmetimo vaizdą ir parodys, ar vainikinės masės išmetimas artėja link Žemės, ar tolsta nuo Žemės. Svetainėje galite rasti vaizdus iš SOHO ir STEREO misijų.

Naudodamiesi visais SOHO ir STEREO misijų vaizdais, kosminių orų mokslininkai gali apskaičiuoti išmetimo greitį ir nustatyti numatomą atvykimo laiką (ETA) vainikinės masės išmetimui. Baigę savo ataskaitas, galite peržiūrėti mūsų svetainę ir pažvelgti į Saulės vėjo modelius bei kasdienes NOAA SWPC ataskaitas, kad sužinotumėte, kada tikimasi vainikinės masės išmetimo. „SpaceWeatherLive“ komanda taip pat pateiks analizę pagrindinių įvykių metu.

3. Naudojant SIDC Cactus programinę įrangą

Belgijos Solar Influences Data Analysis Center (SIDC) sukūrė CACTUS programą, kuri reiškia kompiuterinį CME sekimą. Jis automatiškai nuskaito vaizdus iš SOHO / LASCO, kad nustatytų, ar vainikinės masės išmetimas gali pasiekti Žemę, ar ne. Jis parodys, ar vainikinės masės išmetmas yra visiškas vainikinės masės išmetimas, ar dalinis vainikinės masės išmetimas, taip pat nustatomas vainikinės masės išmetimo greitis, kuris leis nustatyti, kada gali atvykti vainikinės masės išmetimas.

4. Naudojant EPAM grafiką

EPAM reiškia elektronų, protonų ir alfa monitorių ir yra ACE palydovo instrumentas, matuojantis elektronus ir protonus, kuriuos siunčia Saulės vėjas. Tai labai naudinga priemonė sužinoti, ar vainikinės masės išmetimas yra nukreiptas į Žemę ir kada jis ją pasieks. Mes tai šiek tiek paaiškinsime naudodami kai kuriuos EPAM siužetus. Žemiau galite rasti EPAM grafiką, kuris rodo situaciją praėjus kelioms valandoms po Saulės žybsnio.

Kai Saulėje įvyksta didžiulis sprogimas, elektronai ir protonai išmetami nuo Saulės į kosmosą. Elektronai ir protonai išstumiami kartu su Saulės vėjo srautu. Iškart po įvykio, kai prasidėjo vainikinės masės išmetimas, EPAM diagrama parodys mažos energijos elektronų padidėjimą, o tai žymi pliūpsnio pradžią. Mažos energijos protonų diagrama taip pat parodys nuolatinį kilimą. Tai dažnai rodo, kad dalis vainikinės masės išmetimo yra nukreipta į Žemę. Jei viską sudėliosime ir žinosime, kad vainikinės masės išmetimas yra pakeliui į Žemę... lieka vienas esminis klausimas: kada atvyks vainikinės masės išmetimas?

Kada atvyksta CME?

Kai žinome vainikinės masės išmetimo greitį, galime patys nustatyti, kada ji gali atvykti. Naudodami šią lentelę galite nustatyti, kiek laiko užtruks vainikinės masės išmetimas, kad nukeliautų iš Saulės į Žemę, jei jis nesulėtės. Taigi toliau nurodyti laikai yra tik orientaciniai. Įprasta, kad vainikinės masės išmetimai atvyksta anksčiau arba vėliau nei numatytas atvykimo laikas, kartais 6 ar daugiau valandų skirtumu!

CME greitis (km/s)	Judėjimo laikas (valandos)	Dienos	Valandos
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

Nustatykite poveikį naudodami EPAM monitorių

Kai tik buvo paleistas vainikinės masės išmetimas ir mes nustatėme, kad jis nukreiptas į Žemę, vienintelis dalykas, kurį galime padaryti, yra laukti ir stebėti EPAM grafiką. Dauguma vainikinės masės išmetimų sudaro smūgį prieš patį plazmos debesį, o tai pagreitina protonus, kuriuos galime išmatuoti naudodami ACE EPAM prietaisą. Pamatysime, kaip protonų kreivė kyla iki pat vainikinės masės išstūmimo. Pirmasis kreivės pakilimas (iš karto po Saulės pliūpsnio) vadinamas „pradžios“ faze. Vainikinės masės išmetimui artėjant, jis lėtai kyla (didėjimo fazė). Likus kelioms valandoms iki tikrojo vainikinės masės išmetimo, atsiranda naujas staigesnis pakilimas, o tai rodo, kad vainikinės masės išmetimas netrukus pasieks DSCOVR. Kai EPAM pakilimas didžiausias, tai rodo, kad vainikinės masės išmetimas pasiekė DSCOVR palydovą. Saulės vėjo ir tarpplanetinio magnetinio lauko duomenys dabar turėtų aiškiai parodyti, kad atėjo vainikinės masės išmetimas. Po vainikinės masės išmetimo pamatysite, kad protonų lygis pamažu kris iki normalių verčių... nebent, žinoma, pakeliui į Žemę įvyks kitas vainikinės masės išmetimas. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas EPAM brėžinio pavyzdys, kuriame galite aiškiai matyti skirtingas fazes. Atkreipkite dėmesį, kad lėtas ir silpnesnis vainikinės masės išmetimas kartais nestumia priešais save smūgio bangos. Tada daug sunkiau arba net neįmanoma pamatyti naudojant EPAM!

<< Eiti į ankstesnį puslapį