SMOS i Swarm łączą siły, aby wykryć ogromną burzę słoneczną
Słońce wybuchło w weekend, wyrzucając promieniowanie elektromagnetyczne w kierunku Ziemi, a nawet rozświetlając niebo spektakularną zorzą polarną. Po raz pierwszy mało prawdopodobny duet pogody kosmicznej ESA SMOS i Swarm śledził silną burzę słoneczną, która wypaczyła ziemskie pole magnetyczne.
Pogoda kosmiczna - promieniowanie elektromagnetyczne i cząstki emitowane przez Słońce w postaci rozbłysków słonecznych i koronalnych wyrzutów masy (CME) - może zarówno oślepiać, jak i niszczyć. Może powodować budzące podziw zorze polarne, ale może również zniszczyć satelity, systemy łączności, a nawet sieci energetyczne.
Wcześnie w sobotę 23 marca 2024 r. Słońce uwolniło silny rozbłysk słoneczny X1.1, najpotężniejszy możliwy typ, ze szczególnie aktywnego regionu skierowanego bezpośrednio w stronę Ziemi.
Wiadomość o związanym z tym koronalnym wyrzucie masy (CME), zmierzającym prosto w naszą stronę, postawiła w stan podwyższonej gotowości zarówno poszukiwaczy zorzy polarnej, jak i naukowców zajmujących się pogodą kosmiczną.
Dla naukowców monitorujących ziemskie pole magnetyczne za pomocą satelitów Swarm była to idealna okazja do wykorzystania nowej konstelacji trzech satelitów w czasie zbliżonym do rzeczywistego.
Każdy satelita Swarm posiada magnetometr do pomiaru siły ziemskiego pola magnetycznego. To pole magnetyczne stale się zmienia i szczególnie silnie reaguje na zjawiska pogody kosmicznej.
CME przybył znacznie wcześniej niż oczekiwano, powodując burzę geomagnetyczną osiągającą poważne poziomy po południu w niedzielę 24 marca.
Ponieważ dane szybko stały się dostępne, Swarm Alpha był pierwszym z satelitów orbitujących nisko nad Ziemią, który zmierzył zmiany w ziemskim polu magnetycznym, jak donosi Eelco Doornbos z Królewskiego Holenderskiego Instytutu Meteorologicznego (KNMI).
Swarm Bravo wkrótce dostarczył inną perspektywę, pokazując duże zmiany w ziemskim polu magnetycznym, które dotarły do niższych szerokości geograficznych podczas jego szczytu.
Chociaż burza była stosunkowo krótkotrwała, zakłócenia w ziemskim polu magnetycznym były niezwykle silne, a ich skutki są nadal analizowane.
Według biura ESA ds. pogody kosmicznej, aktywny region Słońca od tego czasu uwalnia kolejne rozbłyski klasy M, które nie są już tak silne - i istnieje 40% szans na kolejny rozbłysk klasy X w nadchodzących dniach.
Co zaskakujące, należący do ESA satelita Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) był jednym z pierwszych w kolejce do uchwycenia rozbłysku radiowego związanego z rozbłyskiem słonecznym.
Głównym instrumentem SMOS jest radiometr interferometryczny znany jako Miras, który zwykle wykrywa fale radiowe "pasma L" emitowane z Ziemi. Pozwala nam to mierzyć parametry geofizyczne, takie jak wilgotność gleby, zasolenie powierzchni morza i grubość lodu morskiego.
Jednak ze względu na swoją pozycję na orbicie, antena SMOS ma również Słońce w swoim polu widzenia - a rozbłyski słoneczne również uwalniają fale radiowe.
W przypadku obserwacji Ziemi sygnały te są usuwane jako szum. Ale naukowcy zajmujący się pogodą kosmiczną mieli inne pomysły. Dzięki niemal 24-godzinnemu monitorowaniu Słońca w czasie zbliżonym do rzeczywistego, SMOS może wykrywać wpływ rozbłysków słonecznych na globalny system nawigacji satelitarnej (GNSS), a także radar lotniczy i komunikację w paśmie L.
Posiadanie tych informacji w czasie zbliżonym do rzeczywistego jest bardzo przydatne. Po szczególnie silnym rozbłysku słonecznym w grudniu 2023 r. wiele satelitów straciło kontakt GPS ze stacjami naziemnymi w Ameryce Południowej. SMOS był w stanie zawęzić przyczynę, łącząc ją z wydarzeniem słonecznym.
"Po 14 latach SMOS wciąż ma wiele innych sztuczek w rękawie", mówi Klaus Scipal, kierownik misji SMOS. "Jego wszechstronność, podobnie jak wszystkich Earth Explorerów, jest niezwykle imponująca, a jego dalszy potencjał w zakresie monitorowania pogody kosmicznej jest naprawdę bardzo ekscytujący."
Kiedy CME uderza w ziemską magnetosferę, możemy zobaczyć efekty w postaci zorzy polarnej rozświetlającej niebo. Tymczasem satelity Swarm rejestrują zniekształcenia ziemskiego pola magnetycznego. Zwykle widzimy znacznie silniejsze pole magnetyczne wysoko nad biegunami i znaczne osłabienie na równiku.
Chociaż rozbłysk słoneczny z 23 marca - i związana z nim burza słoneczna 24 marca - był silny, nie zawsze jest tak, że na Ziemi wystąpi duża burza geomagnetyczna.
Nie każdy duży rozbłysk słoneczny jest związany ze znaczącym CME, nie każdy CME uderzy bezpośrednio w Ziemię, a nawet jeśli tak się stanie, skutki są różne.
To, co wykrywają satelity Swarm, zależy od wielu czynników, takich jak energia, orientacja słonecznego pola magnetycznego i ilość naładowanych cząstek wchodzących do ziemskiej atmosfery nad biegunami.
Jest to coś, o czym wciąż musimy się wiele dowiedzieć - i dlaczego ten nowy duet pogody kosmicznej jest przydatny dla naukowców pracujących nad zrozumieniem tego, co dzieje się między Słońcem a Ziemią.
"To wspaniałe, że możemy teraz zobaczyć - w czasie zbliżonym do rzeczywistego - połączone informacje z SMOS i Swarm" - mówi Anja Str?mme, kierownik misji Swarm. "To ekscytujące, szczególnie podczas najbardziej aktywnej części cyklu słonecznego, aby zobaczyć, co możemy odkryć dzięki tym uzupełniającym się obserwacjom."
Misje SMOS i Swarm są częścią rodziny ESA Earth Explorer. Satelity te są latającymi laboratoriami, które testują przełomowe nowe technologie obserwacji Ziemi.
Obydwie misje trwały znacznie dłużej niż ich początkowy okres, a dane nadal okazują się integralną częścią codziennego życia. Na przykład dane SMOS są wykorzystywane do prognozowania huraganów, a dane Swarm pomagają smartfonowi wskazać północ.
Najnowszy postęp oznacza kolejny imponujący i aktualny dodatek do portfolio obu misji.
Słońce, które przechodzi przez szczyty i dołki aktywności, obecnie zbliża się do "maksimum słonecznego" w 2025 roku. Oznacza to, że w nadchodzących miesiącach prawdopodobnie zobaczymy silniejsze rozbłyski słoneczne i bardziej regularne ataki pogody kosmicznej.
Dzięki SMOS bezpośrednio wykrywającemu to, co dzieje się na Słońcu, dającemu wcześniejsze ostrzeżenie o zakłóceniach GNSS, oraz Swarm dostarczającemu uzupełniających danych o tym, co dzieje się bliżej domu, mamy unikalną nową perspektywę na wpływ pogody kosmicznej na Ziemię.
"Kosmiczna pogoda może pochodzić spoza naszej planety, ale przerwy w nawigacji i zasilaniu pokazują, że może mieć potencjalnie niebezpieczne skutki tutaj, na Ziemi" - mówi dyrektor programów obserwacji Ziemi ESA, Simonetta Cheli.
"Dlatego ekscytujące jest połączenie dwóch naszych misji Earth Explorer w celu monitorowania zjawisk słonecznych i lepszego zrozumienia, w jaki sposób wpływają one na naszą planetę. Po raz kolejny pokazuje to wszechstronność i doskonałość europejskich programów obserwacji Ziemi."
Monitorowanie pogody kosmicznej jest kluczowym działaniem Programu Bezpieczeństwa Kosmicznego ESA, który wkrótce zostanie wzmocniony przez misję ESA Vigil.
Vigil, który ma zostać wystrzelony w 2031 r., będzie monitorował stronę Słońca, wykrywając obszary potencjalnie niebezpiecznej aktywności słonecznej, zanim obrócą się w kierunku Ziemi.
Vigil zapewnia pierwsze całodobowe dane operacyjne z głębokiego kosmosu przez ESA, zwiększając wyprzedzenie ostrzegania o kluczowych skutkach pogody kosmicznej z 12-18 godzin do czterech do pięciu dni wcześniej. Pozwoli nam to być znacznie lepiej przygotowanym na niebezpieczne zjawiska słoneczne, w tym potencjalnie niszczycielskie burze geomagnetyczne.
Da nam to również o wiele więcej informacji na temat tego, co może zmierzać w naszą stronę.
Na wyniki być może będziemy musieli trochę poczekać. Ponieważ Vigil zajmuje pozycję 150 milionów kilometrów za Ziemią, minie 26 miesięcy od uruchomienia, zanim zaczną napływać jakiekolwiek dane.
Ale kiedy to nastąpi, wraz z informacjami zebranymi z Swarm i SMOS, będziemy lepiej niż kiedykolwiek przygotowani do zrozumienia wpływu pogody kosmicznej na system ziemski.
Polubiłeś już tę stronę, możesz ją polubić tylko raz!
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
