Kā mēs varam zināt, vai koronārais masas izvirdums ir vērsts uz Zemi un kad tas ieradīsies?

Kad notiek Saules uzliesmojums vai Saules pavediena izvirdums, mēs uzreiz nezinām, vai tas ir izraisījis arī koronārās masas izvirdumu (CME). Pat tad, ja koronārās masas izvirdums ir noticis, nav garantijas, ka tas ir vērsts pret Zemi. Šajā rakstā mēs parādīsim metodes, ko var izmantot, lai noteiktu, vai no Saules izmestais koronārās masas izvirdums ir vērsts pret Zemi un kad tas varētu ierasties.

1. Izmantojot protonu plūsmas monitoringu

Mūsu tīmekļa vietnē atradīsiet datu diagrammu, kurā parādīts ≥10 MeV Saules protonu daudzums, kas izmērīts Zemes tuvumā. Milzīgu uzliesmojumu laikā uz Saules var izcelties Saules radiācijas vētra. Saules protoni tiek izsviesti kosmosā, un ekstremālos gadījumos tie var pārvietoties tuvu gaismas ātrumam. Tās ir pirmās daļiņas, kas nonāk pie Zemes, tāpēc Saules radiācijas vētra var izveidoties ļoti ātri pēc liela notikuma uz Saules. Šie Saules protoni ir labs rādītājs tam, ka uz Saules ir norisinājies eruptīvs notikumus, kas, visticamāk, izraisījis koronārās masas izvirdumu. Lai gan mēs varam būt diezgan droši, ka kosmosā tika palaists koronārās masas izvirdums, tas nav ideāls veids, kā noteikt, vai koronārās masas izvirdums ir vērsts uz Zemi, jo šīm daļiņām ir tendence sekot starpplanētu magnētiskajam laukam - Pārkera spirālei. Ir gadījies, ka esam novērojuši Saules radiācijas vētru uz Zemes, lai gan ar to saistītajam koronārās masas izvirdumam nebija uz Zemi vērstas komponentes. Tas bieži gadās notikumu laikā pie Saules rietumu apvāršāņa, bet retos gadījumos pat protoni no lieliem Saules notikumiem tālajā pusē (otrpus Saulei) ir sasnieguši mūsu planētu.

Attēls: ≥10 MeV Saules protonu diagrammas piemērs, kas atrodams mūsu tīmekļa vietnē. Šajā attēlā parādīta ≥10 MeV Saules protonu plūsma Zemes tuvumā 2000.gada 14.jūlijā, kad notika liels, X5.7 Saules uzliesmojums. Mēs redzam strauju ≥10 MeV Saules protonu daudzuma pieaugumu, kas sākas plkst. 10:35 UTC, tikai 32 minūtes pēc Saules uzliesmojuma sākuma. Ātri attīstījās spēcīga S3 Saules radiācijas vētra.

2. Izmantojot "SOHO"/"LASCO" koronogrāfijas attēlus

Vislabākais veids, kā pārliecināties, ka koronārās masas izvirdums ir vērsts uz Zemi, ir izmantot attēlus, ko uzņem ar koronogrāfa "LASCO" C2 un C3 instrumentiem, kas atrodas uz "SOHO" (Saules un Heliosfēras observatorijas) kosmosa kuģa. "SOHO" novēro Sauli no Zemes perspektīvas, tāpēc potenciālos uz Zemi vērstos koronārās masas izvirdumus var viegli identificēt. Uz Zemi vērsti koronārās masas izvirdumi, kas izplatās prom no Saules, parādīsies kā daļēja vai pilna halo loka materiāls. Paturiet prātā, ka "SOHO" attēli ne vienmēr tiek uzņemti reālajā laikā un bieži vien ir jāgaida vairākas stundas, līdz tiek uzņemti jauni attēli, tāpēc var paiet zināms laiks, pirms mēs varam droši zināt, vai koronārās masas izvirdumam ir uz Zemi vērsta komponente vai nē.

Zemāk ir divi lieliski piemēri tam, kā varētu izskatīties koronārās masas izvirdumi attēlos, kas iegūti no "SOHO"/"LASCO" instrumentu kopas. Animācijas kreisajā pusē redzams "SOHO"/"LASCO" C2 instrumenta novērotais koronārās masas izvirdums, kas virzās uz ziemeļiem un tam nav uz Zemi vērstas komponentes. Nav redzamas halo aprises, tāpēc mēs varam viegli secināt, ka šis plazmas mākonis nav vērsts pret Zemi. Savukārt labajā pusē redzams pilna halo koronālās masas izvirdums, skatā no "SOHO"/"LASCO" C2. Šī koronārā masas izvirduma kontūras veido perfektu apli, kas aptver visu LASCO redzamības lauku. Tas nozīmē vienu no divām lietām: plazmas mākonis ir vērsts tieši pret mums vai tieši prom no mums.

Ja neesam pārliecināti, vai "LASCO" attēlos konstatētais koronārās masas izvirdums nāk no Saules diska, kas vērsts pret Zemi, jo, iespējams, nav skaidru izvirduma pazīmju, varam aplūkot "STEREO" (Saules un Zemes attiecību observatorijas) misijas uzņemtos attēlus. "STEREO" misija sastāv no diviem kosmosa kuģiem, kuru nosaukumi ir "STEREO Ahead" un "STEREO Behind". Tie novēro Saules tālāko pusi. "STEREO" un "SOHO" attēli kopā sniegs koronārās masas izvirdumu 3D attēlojumu un parādīs, vai koronārās masas izvirdumus tuvojas Zemei vai ir vērsts prom no Zemes. Gan "SOHO", gan "STEREO" misiju attēli ir pieejami mūsu tīmekļa vietnē.

Izmantojot visus no "SOHO" un "STEREO" misijām pieejamos attēlus, kosmosa laikapstākļu zinātnieki var aprēķināt izlidošanas ātrumu un noteikt paredzamo ierašanās laiku (ETA) koronārās masas izvirdumam. Pēc tam, kad viņi būs pabeiguši savus ziņojumus, varēsiet apskatīt mūsu tīmekļa vietni un aplūkot Saules vēja modeļus un "NOAA" "SWPC" ikdienas ziņojumus, lai redzētu, kad gaidāms koronārās masas izvirduma ierašanās laiks. Arī "SpaceWeatherLive" komanda sniegs analīzi lielu notikumu laikā.

3. Izmantojot "SIDC" "Cactus" programmatūru

Beļģijas Saules ietekmes datu analīzes centrs ("SIDC") izstrādāja programmu "CACTUS", kas nozīmē "datorizēta CME izsekošana". Tā automātiski skenē no "SOHO"/"LASCO" iegūtos attēlus, lai noteiktu, vai koronārās masas izvirdums varētu skart Zemi. Programma parādīs, vai koronārās masas izvirdumam ir pilna vai daļēja halo struktūra, kā arī izvirduma ātrumu, kas ļaus noteikt, kad koronārās masas izvirdums varētu ierasties.

4. EPAM diagrammas izmantošana

"EPAM" ir elektronu, protonu un alfa monitoringa saīsinājums, un tas ir "ACE" satelīta instruments, kas mēra elektronus un protonus, kuri plūst kopā ar Saules vēju. Tas ir ļoti noderīgs instruments, lai uzzinātu, vai koronālās masas izvirdums ir vērsts uz Zemi un kad tas ieradīsies. Mēs to nedaudz izskaidrosim ar dažiem "EPAM" grafikiem. Zemāk redzams "EPAM" grafiks, kā tas var izskatīties dažas stundas pēc Saules izvirduma.

Kad uz Saules notiek milzīgs uzliesmojums, elektroni un protoni tiek izmesti prom no Saules kosmosā. Elektroni un protoni tiek izstumti kopā ar Saules vēja plūsmu. Tūlīt pēc notikuma, kas izraisīja koronāro masas izvirdumu, "EPAM" diagrammā būs redzams zemas enerģijas elektronu pieaugums, kas iezīmē uzliesmojuma sākumu. Arī zemas enerģijas protonu diagrammā būs redzams vienmērīgs pieaugums. Tas bieži norāda, ka daļa koronārās masas izvirduma ir vērsta uz Zemi. Ja mēs visu saliekam kopā un zinām, ka koronārās masas izvirdums ir ceļā uz Zemi... paliek viens būtisks jautājums: kad šis koronārās masas izvirdums ieradīsies?

Kad ierodas CME?

Kad mēs zinām koronārās masas izvirduma ātrumu, mēs varam paši noteikt, kad tas varētu ierasties. Izmantojot šo tabulu, var noteikt, cik ilgā laikā koronārās masas izvirdums no Saules nokļūs līdz Zemei, ja ceļā tas nepalēnināsies. Tādējādi turpmāk norādītais laiks ir tikai orientējošs. Bieži gadās, ka koronārās masas izvirdums ierodas agrāk vai vēlāk par prognozēto ierašanās laiku, dažkārt pat ar 6 vai vairāk stundu nobīdi!

CME pirmā kontakta triceciena noteikšana, izmantojot "EPAM" monitoringu

Kad koronārās masas izvirdums ir norisinājies un mēs esam noteikuši, ka tas ir vērsts uz Zemi, vienīgais, ko varam darīt, ir gaidīt un vērot "EPAM" diagrammu. Lielākā daļa koronārās masas izvirdumu veido triecienu pirms paša plazmas mākoņa, un tas paātrina protonus, ko mēs varam izmērīt ar "ACE" "EPAM" instrumenta palīdzību. Mēs redzēsim, kā protonu diagrammā vērtības turpina pieaugt līdz koronārās masas izvirduma pirmā kontakta brīdim. Pirmo kāpumu diagrammā (tūlīt pēc Saules uzliesmojuma) sauc par "sākuma fāzi". Vērtības turpina lēni pieaugt (pieauguma fāze), tuvojoties koronārās masas izvirdumam. Dažas stundas pirms faktiskā koronārās masas izvirduma ierašanās notiek jauns straujāks kāpums, kas norāda, ka drīz ieradīsies koronārās masas izvirdums. Kad "EPAM" diagramma sasniedz maksimumu, tas norāda, ka koronārās masas izvirdums ir nonācis pie "DSCOVR" satelīta. Saules vēja un starpplanētu magnētiskā lauka datiem tagad skaidri jāparāda, ka koronārās masas izvirdums ir ieradies. Pēc koronārās masas izvirduma ierašanās redzēsiet, ka protonu līmenis lēnām samazināsies līdz normālām vērtībām... ja vien, protams, ceļā uz Zemi nenāk vēl viens koronārās masas izvirdums. Zemāk attēlā redzams "EPAM" diagrammas piemērs, kurā skaidri redzamas dažādas fāzes. Ievērojiet, ka lēni un vājāki koronārās masas izvirdumi dažkārt neizspiež trieciena vilni priekšā. Tos "EPAM" attēlā ir daudz grūtāk vai pat neiespējami pamanīt!

<< Doties uz iepriekšējo lapu