Bir CME'nin Dünya'ya yönelik olup olmadığını ve ne zaman ulaşacağını nasıl anlarız?

Güneş patlaması veya filament patlaması gerçekleştiğinde, eğer bir koronal kütle atılımı (CME) meydana geldiyse hemen bunu bilemeyiz. Hatta koronal kütle atılımının uzaya fırlatıldığına dair bir garanti yoktur. Bu yazıda, Güneş'ten bir koronal kütle atılımı fırlatılıp fırlatılmadığını, Dünya'ya yönelip yönelmediğini ve ne zaman varacağını belirlemek için kullanabileceğiniz yöntemleri size göstereceğiz.

1. Proton akış monitörünü kullanma

Sitemizde, Dünya yakınında ölçülen ≥10 MeV güneş protonlarının miktarını gösteren bir veri grafiği bulacaksınız. Güneşteki büyük patlamalar sırasında güneş radyasyonu fırtınası tetiklenebilir. Güneş protonları uzaya savrulur ve aşırı olaylarda neredeyse ışık hızında seyahat edebilirler. Bunlar Dünya'ya ulaşan ilk parçacıklardır, bu nedenle güneş radyasyonu fırtınası, Güneş'teki önemli bir olayın ardından çok hızlı bir şekilde gelişebilir. Bu güneş protonları, Güneş'ten bir koronal kütle atımının uzaya fırlatıldığına dair güçlü bir işarettir. Ancak bu, koronal kütle atımının Dünya'ya yönlendirilip yönlendirilmediğini belirlemek için ideal bir yöntem değildir, çünkü bu parçacıklar genellikle interplanetary manyetik alana yani Parker sprial'e uyarak hareket ederler. İlişkili koronal kütle atımının Dünya'ya yönlendirilmiş bir bileşeni olmadığı halde, Dünya'da bir güneş radyasyon fırtınası gördüğümüz oldu. Güneş radyasyon fırtınası genellikle batı limb yakınındaki olaylar sırasında Dünya'da görülse de, nadir durumlarda uzaktaki büyük güneş olaylarından gelen protonlar bile gezegenimize ulaşmıştır.

Resim: Sitemizde bulabileceğiniz ≥10 MeV güneş protonları veri grafiğine örnek olarak, 14 Temmuz 2000'de gerçekleşen X5.7 güneş patlamasında Dünya yakınlarındaki ≥10 MeV güneş proton akısı gösteriliyor. Güneş patlamasından sadece 32 dakika sonra, 10:35 UTC'de, ≥10 MeV güneş protonlarında keskin bir artış görüyoruz. Güçlü bir S3 güneş radyasyon fırtınası hızla gelişti.

2. SOHO / LASCO koronagraf görüntülerini kullanma

Bir koronal kütle atılımının Dünya'ya yönelik olup olmadığından emin olmanın en iyi yolu, Güneş ve Heliosferik Gözlem Uydusu'ndaki (SOHO) LASCO C2 ve C3 koronagraf cihazları tarafından çekilen görüntülerin yardımıyla mümkündür. SOHO, Güneş'i Dünya perspektifinden izler, bu nedenle potansiyel olarak Dünya'ya yönelik olan koronal kütle atılımları kolayca belirlenebilir. Dünya'ya yönelik koronal kütle atılımları, Güneş'ten uzaklaştıkça kısmi veya tam bir hale koronal kütle atılımları olarak görünecektir. SOHO'dan gelen görüntüler her zaman gerçek zamanlı olmadığından yeni görüntüler için birkaç saat beklemeniz gerekebilir ve bu nedenle bir koronal kütle atılımının Dünya'ya yönelik bir bileşeni olup olmadığını kesin olarak bilmek genellikle bir süre alabilir.

Aşağıda, SOHO/LASCO enstrüman paketinden gelen görüntülerde bir koronal kütle atılımının nasıl görünebileceğine dair iki harika örnek var. Soldaki animasyon, Dünya'ya çarpmayan, kuzeye doğru ilerleyen bir koronal kütle atılımını SOHO/LASCO C2 enstrümanı tarafından görüldüğü şekliyle göstermektedir. Hale çizgisi olmadığından bu plazma bulutunun Dünya'ya yönelik olmadığı kolayca sonuçlandırılabilir. Ancak sağdaki görüntüde SOHO/LASCO C2 tarafından tam hale koronal kütle atılımının tam bir daire şeklinde olduğu görülmektedir. Bu da şu anlama gelir: plazma bulutu ya doğrudan bize veya bizden uzak bir yöne doğru yöneliktir.

Eğer LASCO görüntülerinde tespit edilen bir koronal kütle atılımının yeryüzüne bakan güneş diski kaynaklı olup olmadığından emin değilsek, muhtemelen patlamaya dair açık belirtiler olmadığı için, STEREO (Güneş-Terrestrial İlişkileri Gözlemi) misyonu tarafından yapılan görüntülere bakabiliriz. STEREO misyonu, Güneş'in diğer tarafını izleyen iki uzay aracından oluşur. Bunlar STEREO Ahead ve STEREO Behind olarak adlandırılır. STEREO ve SOHO'nun görüntüleri birleştirildiğinde, koronal kütle atılımının üç boyutlu bir temsili elde edilir ve koronal kütle atılımının Dünya'ya doğru mu yoksa Dünya'dan uzak mı hareket ettiğini söyler. SOHO ve STEREO misyonlarından alınan görüntülerin hepsi web sitesinde bulunabilir.

SOHO ve STEREO görevlerinden elde edilen tüm görüntüleri kullanarak, uzay hava bilimcileri koronal kütle atılımının çıkış hızını hesaplayabilir ve tahmini varış zamanı (ETA) belirleyebilirler. Raporları tamamladıktan sonra, sitemizdeki güneş rüzgarı modellerine ve NOAA SWPC'nin günlük raporlarına bakarak, koronal kütle atılımının ne zaman geleceğini görebilirsiniz. SpaceWeatherLive ekibi de büyük olaylar sırasında analiz sunacaktır.

3. SIDC Cactus Yazılımını Kullanma

Belçika Güneş Etkileri Veri Analiz Merkezi (SIDC), CACTUS olarak adlandırılan programı geliştirdi. Bu program, SOHO/LASCO görüntülerini otomatik olarak tarar ve bir koronal kütle atılımının Dünya'ya çarpma olasılığı olup olmadığını belirler. Bir hale koronal kütle atılımı veya kısmi hale koronal kütle atılımı olup olmadığını gösterir ve ayrıca koronal kütle atılımının kalkış hızını belirleyerek, koronal kütle atılımının ne zaman gelebileceğini belirlemeyi mümkün kılar.

4. EPAM Grafiğinin Kullanılması

EPAM stands for the Electron, Proton and Alpha Monitor and is an instrument on the ACE satellite that measures the electrons and protons that are send out with the solar wind. It's a very useful instrument to know if a coronal mass ejection is Earth directed and when it's going to arrive. We'll be making it a bit clear with some EPAM plots. Below you can find an EPAM plot as it can look like a few hours after a solar flare.

Güneş'te büyük bir patlama meydana geldiğinde, elektronlar ve protonlar Güneş'ten uzaya fırlatılır. Elektronlar ve protonlar güneş rüzgarı akışıyla uzaya itilir. Bir koronal kütle atılımını başlatan olayın hemen ardından, EPAM grafiği düşük enerjili elektronlarda artış gösterecek ve bu da patlamanın başlangıcını işaret eder. Düşük enerjili proton grafiği de sürekli bir artış gösterecektir. Bu genellikle koronal kütle atılımının bir bölümünün Dünya'ya yönelik olduğunu gösterir. Her şeyi bir araya getirdiğimizde ve bir koronal kütle atılımının Dünya'ya doğru yolda olduğunu biliyorsak... bir kritik soru daha var: Koronal kütle atılımı ne zaman gelecek?

CME ne zaman gelecek?

Bir kez koronal kütle atılımının hızını bildiğimizde, ne zaman varacağını kendimiz belirleyebiliriz. Aşağıdaki tablo ile, yolda yavaşlamadığı varsayımıyla, koronal kütle atılımının Güneş'ten Dünya'ya seyahat etmesi için ne kadar süre gerektiğini belirleyebilirsiniz. Aşağıdaki süreler sadece bir rehber niteliğindedir. Koronal kütle atılımlarının, tahmini varış süresinden bazen 6 saatten daha fazla bir farkla önce veya sonra gelebilmesi yaygındır!

CME hızı (km/s)	Yolculuk süresi (saat)	Gün	Saat
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

EPAM monitörünü kullanarak etkiyi belirleyin

Bir koronal kütle atılımının fırlatıldığını ve Dünya'ya doğru yönlendiğini belirledikten sonra yapabileceğimiz tek şey, EPAM grafiğini izlemek ve beklemektir. Çoğu koronal kütle atılımı, plazma bulutunun önünde bir şok oluşturur ve bu, ACE'deki EPAM cihazının yardımıyla ölçebileceğimiz protonları hızlandırır. Koronal kütle atılımının varışına kadar proton grafiğinin yükselmeye devam ettiğini göreceğiz. Grafiğin ilk yükselişi (bir güneş patlamasından hemen sonra) "başlangıç" aşaması olarak adlandırılır. Koronal kütle atılımı yaklaştıkça yavaşça yükselmeye devam eder (artış aşaması). Gerçek koronal kütle atılımının varışından birkaç saat önce yeni bir daha keskin yükseliş gerçekleşir ve bu, koronal kütle atılımının yakında varacağını gösterir. EPAM grafiği doruk yaptığında, koronal kütle atılımının DSCOVR uydusuna ulaştığını gösterir. Güneş rüzgarı ve ara gezegen manyetik alan verileri artık koronal kütle atılımının geldiğini net bir şekilde gösterecektir. Koronal kütle atılımı varışından sonra proton seviyelerinin normal değerlere doğru yavaşça azaldığını göreceksiniz... tabii başka bir koronal kütle atılımı yoldaysa. Aşağıdaki resimde, farklı aşamaları net bir şekilde görebileceğiniz bir EPAM grafiği örneği var. Yavaş ve daha zayıf koronal kütle atılımları bazen önlerinde bir şok dalgası oluşturmazlar veya bu şok dalgasını EPAM'da tespit etmek daha zor veya imkansız olabilir!

<< Önceki sayfaya git