Jak víme, zda je CME zaměřena na Zemi a kdy dorazí?

Když dojde k sluneční erupci nebo filamentu, nevíme okamžitě, zda spustila ejekci koronální hmoty (CME). I kdyby erupce koronální hmoty vybuchla do vesmíru, neexistují žádné záruky, že směřuje k Zemi. V tomto článku vám ukážeme metody, které můžete použít k určení, zda ze Slunce došlo k vyhození koronální hmoty, zda je namířena na Zemi a kdy by mohla dorazit.

1. Pomocí monitorigku toku protonů

Na našem webu najdete datový graf ukazující množství energie ≥10 MeV slunečních protonů měřených v blízkosti Země. Během obrovských výbuchů na Slunci může být spuštěna bouře slunečního záření. Solární protony jsou vystřelovány do vesmíru a v extrémních případech mohou cestovat rychlostí blízkou rychlosti světla. Jsou prvními částicemi, které dorazi na Zemi, aby se po velké události na Slunci mohla velmi rychle vyvinout bouře slunečního záření. Tyto sluneční protony jsou dobrým indikátorem toho, že došlo k erupční sluneční události, která pravděpodobně spustila vyvržení hmoty z korony do vesmíru. I když si můžeme být docela jistí, že vyhození koronální hmoty bylo vypuštěno do vesmíru, není to ideální způsob, jak určit, zda je vyhození koronální hmoty směrováno na Zemi, protože tyto částice mají tendenci sledovat meziplanetární magnetické pole: Parkerovu spirálu. Stalo se, že jsme na Zemi viděli bouři slunečního záření, i když související vyhození koronální hmoty nemělo složku zaměřenou na Zemi. K tomu často dochází při událostech poblíž západního okraje, ale ve vzácných případech se k naší planetě dostaly dokonce protony z velkých vzdálených slunečních událostí.

Obraz: Příklad znazornění slunečních protonů ≥ 10 MeV, které najdete na našich webových stránkách. Tento graf ukazuje tok slunečních protonu ≥10 MeV poblíž Země 14. července 2000, kdy došlo k významné sluneční erupci X5.7. Vidíme prudký nárůst množství solárních protonů ≥10 MeV počínaje 10:35 UTC, pouhých 32 minut po začátku sluneční erupce. Rychle se vyvinula silná bouře slunečního záření S3.

2. Použití snímků koronografu SOHO / LASCO

Nejlepší způsob, jak se ujistit, že vyhození koronální hmoty je směrováno na Zemi, je pomocí snímků pořízených přístroji LASCO C2 a C3, které jsou umístěny na družici SOHO (sluneční a heliosférická observatoř). SOHO sleduje Slunce z pohledu Země, takže lze snadno identifikovat potenciální výboje koronální hmoty zaměřené na Zemi. Koronální hromadné výboje, které jsou směrovány na Zemi, se při šíření od Slunce budou zobrazovat jako částečné nebo úplné výrony koronální hmoty. Mějte na paměti, že obrázky ze SOHO nejsou vždy v reálném čase a na nové snímky musíte často čekat několik hodin, a tak může často chvíli trvat, než budeme s jistotou vědět, zda má vyhození koronální hmoty součást zaměřenou na Zemi nebo ne.

Níže máme dva skvělé příklady toho, jak by mohlo vypadat vyhození koronální hmoty na obrázcích pocházejících z balíčku nástrojů SOHO / LASCO. Animace vlevo ukazuje vyhození koronální hmoty z nástroje SOHO / LASCO C2, který míří na sever a neměl dopad na Zemi. Neexistuje žádný obrys halo, takže můžeme snadno dojít k závěru, že tento plazmový mrak není namířen na Zemi. Vpravo však vidíme úplné vyhození koronální hmoty halo, jak je vidět na SOHO / LASCO C2. Obrys tohoto vyvržení koronální hmoty tvoří dokonalý kruh pohlcující celé zorné pole LASCO. To znamená jednu ze dvou věcí: plazmový mrak je namířen přímo k nám nebo od nás.

Pokud si nejsme jisti, zda vyhození koronální hmoty detekované v obrazech LASCO pochází ze slunečního disku obráceného k Zemi možná kvůli jasným známkám erupce, můžeme se podívat na snímky pořízené misí STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory). Mise STEREO se skládá ze dvou družic, které se jmenují STEREO Ahead a STEREO Behind. Sledují odvrácenou stranu Slunce. Kombinace snímků STEREO a SOHO nám poskytne 3D znázornění vyhození koronální hmoty a řekne nám, zda vyhození koronální hmoty směřuje k Zemi nebo odchází ze Země. Snímky z misí SOHO i STEREO najdete na webových stránkách.

Pomocí všech dostupných snímků z misí SOHO a STEREO mohou vědci v oblasti kosmického počasí vypočítat rychlost odletu a nastavit odhadovaný čas příletu (ETA) pro vyvrhnutou koronální hmotu. Po dokončení zpráv se můžete podívat na naše stránky a podívat se na modely slunečního větru a denní zprávy z NOAA SWPC, abyste zjistili, kdy se očekává, že dojde k vyhození koronální hmoty. Tým SpaceWeatherLive také poskytne analýzu během významných událostí.

3. Pomocí softwaru SIDC Cactus

Belgické centrum pro analýzu dat o slunečním vlivu (SIDC) vyvinulo program CACTUS, což je zkratka pro Computer Aided CME Tracking. Automaticky skenuje snímky ze SOHO / LASCO, aby určil, zda je pravděpodobné, že výboj koronální hmoty zasáhne Zemi nebo ne. Ukáže, zda je vyhození koronální hmoty vyhozením koronální hmoty z halo nebo částečným vyhozením koronální hmoty z halo, a také určuje rychlost vyvržení koronální hmoty ze Slunce, což umožní určit, kdy by mohla dorazit koronální hmota.

4. Použití grafu EPAM

EPAM znamená Electron, Proton and Alpha Monitor a je nástrojem na satelitu ACE, který měří elektrony a protony, které jsou vysílány slunečním větrem. Je to velmi užitečný nástroj, který umožňuje zjistit, zda je vyhození koronální hmoty nasměrováno na Zemi a kdy má dorazit. U některých grafů EPAM to trochu objasníme. Níže najdete graf EPAM, jako může vypadat několik hodin po sluneční erupci.

Když na Slunci dojde k obrovské explozi, elektrony a protony jsou vyhozeny ze Slunce do vesmíru. Elektrony a protony jsou vytlačovány proudem slunečního větru. Okamžitě po události, která zahájila vyhození koronální hmoty, bude graf EPAM ukazovat vzestup nízkoenergetických elektronů, což znamená začátek vzplanutí. Nízkoenergetický protonový zobrazení bude také vykazovat stálý vzestup. To často naznačuje, že část vyhození koronální hmoty je namířena na Zemi. Dáme-li vše dohromady a víme, že vyhození koronální hmoty je na cestě k Zemi... zůstává kritická otázka: kdy dorazí koronalní hmota?

Kdy dorazí CME?

Jakmile budeme znát rychlost vyhození koronální hmoty, můžeme určit sami, kdy by mohla dorazit. V následující tabulce můžete určit, jak dlouho bude trvat vyvrhnuté koronální hmote ze Slunce na Zemi, pokud se cestou nezpomalí. Časy uvedené níže jsou tedy pouze vodítkem. Je běžné, že výrony koronální hmoty dorazí dříve anebo i později než je předpokládaný čas příletu, s rezervou někdy víc jak 6 hodin!

Určete dopad pomocí pozorovatele EPAM

Jakmile došlo k vyvržení koronální hmoty a my jsme zjistili, že je směrováno na Zemi, jediné, co můžeme udělat, je počkat a sledovat zobrazení EPAM. Většina výronů koronální hmoty vytváří šok před samotným plazmatickým mrakem, což zrychluje protony, které můžeme měřit pomocí nástroje EPAM na ACE. Uvidíme jak protonový hodnoty stále rostou až do příchodu vyvržení koronální hmoty. První vzestup (těsně po sluneční erupci) se nazývá fáze „nástupu“. Stále se pomalu zvyšuje (fáze rozběhu), jak se přibližuje fáze výronu koronální hmoty. Několik hodin před skutečným příchodem vyhozené koronální hmoty nastává nový prudší vzestup, což naznačuje že vyhození koronální hmoty brzy dorazí. Když je graf EPAM na vrcholu, pak to znamená že na satelit DSCOVR dorazila vyhozená koronální hmota. Data slunečního větru a meziplanetárního magnetického pole by nyní měla jasně ukazovat, že došlo k vyhození koronální hmoty. Po příjezdu ejekce koronální hmoty uvidíte, že hladiny protonů pomalu klesnou na normální hodnoty... pokud samozřejmě směrem k Zemi nedojde k další ejekci koronální hmoty. Obrázek níže ukazuje příklad grafu EPAM, kde můžete jasně vidět různé fáze. Pamatujte, že pomalé a slabší výrony koronální hmoty někdy nevytlačují před sebou rázovou vlnu. Je mnohem těžší nebo nemožné vydět je na EPAM!

<< Přejít na předchozí stránku