Η επιτυχής πρόγνωση ηλιακής καταιγίδας από το Κέντρο Πρόγνωσης Διαστημικού Καιρού του ΕΚΠΑ

Στα μέσα Μαρτίου μετά από μία ηλιακή έκλαμψη προήλθε μια μικρή διακοπή των τηλεπικοινωνιών στη χώρα μας δημιουργώντας μια καταιγίδα τύπου R1 . Το Κέντρο Πρόγνωσης Διαστημικού Καιρού του ΕΚΠΑ λίγες μέρες πριν είχε εκδώσει επιτυχή πρόβλεψη της ηλιακής καταιγίδας

Οι περισσότεροι ξέρουμε ότι υπάρχει ο ηλιακός άνεμος, ένας ποταμός ύλης που ξεχύνεται αδιάκοπα από τον Ήλιο, παρασύροντας μαζί του και το μαγνητικό πεδίο του ήλιου. Η ύλη αυτή είναι ηλιακό πλάσμα, δηλαδή ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια: πυρήνες υδρογόνου ως επί το πλείστον, ιόντα ηλίου, αλλά και άλλων στοιχείων σε μικρότερη αναλογία. Αυτά τα νέφη πλάσματος, που έχουν μέγεθος πολλαπλάσιο της Γης, προχωρούν βιαστικά, σαν απειλητικά βομβαρδιστικά, μέσα στον ηλιακό άνεμο, και όσα από αυτά κατευθύνονται προς τη Γη προκαλούν ισχυρές διαστημικές καταιγίδες στη «γειτονιά» του πλανήτη μας. Σ’ αυτά τα νέφη πλάσματος, κατά κύριο λόγο, οφείλεται η κακοκαιρία στο διάστημα. Τις διαστημικές καταιγίδες τις συνοδεύει βροχή ηλεκτρονίων στην ατμόσφαιρα της Γης, με αποτέλεσμα το λαμπρό βόρειο σέλας. Ακόμη, οι διαστημικές καταιγίδες απειλούν τα διαστημόπλοια, τις διαστημικές μεταφορές και τις δορυφορικές επικοινωνίες.

Η ζωή στον πλανήτη μας προστατεύεται από αυτή την κοσμική λαίλαπα με το γεωμαγνητικό πεδίο, το οποίο υπάρχει χάρη στον υγρό αγώγιμο πυρήνα και την αρκούντως ταχεία περιστροφή της Γης. Το γεωμαγνητικό πεδίο δημιουργεί μία απάνεμη κοιλότητα στο διάστημα, δηλαδή μία κοιλότητα προστατευμένη από τον ηλιακό άνεμο που ονομάζεται μαγνητόσφαιρα. Πρόκειται για ένα χώρο υπαρκτό πλην όμως αόρατο, αφού χαρακτηρίζεται από μαγνητικά πεδία και φορτισμένα σωματίδια που δεν εκπέμπουν ακτινοβολία ορατή στον άνθρωπο. Το διαστημικό περιβάλλον της Γης προστατεύεται από τον ηλιακό άνεμο και τα νέφη του Ήλιου με το γεωμαγνητικό πεδίο. Δυστυχώς, όμως, τίποτε δεν είναι τέλειο. Μπορεί όμως η μαγνητόσφαιρα της Γης, να αφήσει ένα μικρό ‘άνοιγμα’, από το οποίο μπορεί να εισχωρήσουν τα ηλεκτρικά σωματίδια. Κι αυτό γίνεται με τον κατάλληλο προσανατολισμό του διαπλανητικού μαγνητικού πεδίου.

Εξαιτίας μίας φυσικής διαδικασίας που λέγεται μαγνητική επανασύνδεση όταν δύο μαγνητικά πεδία έχουν αντίθετο προσανατολισμό, ενώνονται και αλληλοεξουδετερώνονται. Αυτό σημαίνει ότι, όταν το διαπλανητικό μαγνητικό πεδίο έχει νότιο προσανατολισμό, δηλαδή αντίθετο από αυτόν του γεωμαγνητικού πεδίου (που είναι πάντα βόρειος), τα δύο πεδία εξουδετερώνονται, κι έτσι η μαγνητική θωράκιση του γεωδιαστήματος εξαφανίζεται. Αυτό το γεγονός συμβαίνει σε απόσταση 70 χιλιάδων χιλιομέτρων από τη Γη. Κατά περιοχές το γεωμαγνητικό πεδίο εξαφανίζεται, οι «πύλες» ανοίγουν και εισέρχεται στη μαγνητόσφαιρα ηλιακό πλάσμα. Επιπλέον εισέρχεται και μαγνητική ενέργεια με τη μορφή πρόσθετης μαγνητικής ροής, που είναι εκείνες οι δυναμικές γραμμές του διαπλανητικού μαγνητικού πεδίου, οι οποίες λόγω επανασύνδεσης συγχωνεύτηκαν με το γεωμαγνητικό πεδίο και προστέθηκαν στη μαγνητόσφαιρα.

Η προσθήκη μάζας και ενέργειας στη μαγνητόσφαιρα την κάνει ασταθή, όπως συμβαίνει με οποιοδήποτε φυσικό σύστημα που του προσφέρουν παραπανίσια ενέργεια. Αυτή η ενέργεια νομοτελειακά πρέπει να καταναλωθεί, κι αυτό γίνεται με δύο τρόπους – με δύο εκρηκτικά φαινόμενα που έχουν και παρόμοια ονόματα: μαγνητικές (ή αλλιώς διαστημικές) καταιγίδες και μαγνητοσφαιρικές υποκαταιγίδες. Παρά την ομοιότητα στην ονομασία τους, πρόκειται για δύο διακριτές διεργασίες, οι οποίες σχετίζονται αλλά δεν ταυτίζονται. Οι υποκαταιγίδες είναι «τοπικό» φαινόμενο που λαμβάνει χώρα πολλές φορές την ημέρα στην αφήλια (δηλαδή τη νυχτερινή) πλευρά της μαγνητόσφαιρας. Οι καταιγίδες είναι «παγκόσμιο» φαινόμενο, λαμβάνουν χώρα πολύ πιο σπάνια (μερικές φορές το μήνα ή και αραιότερα) και επηρεάζουν τη μαγνητόσφαιρα συνολικά.

Το κυριότερο στοιχείο των μαγνητικών καταιγίδων είναι η δημιουργία ενός ισχυρού ηλεκτρικού ρεύματος, που ρέει στο διάστημα γύρω από τη Γη σαν ένα γιγαντιαίο ηλεκτρικό δαχτυλίδι. Αυτό το ρεύμα, που ονομάζεται δακτυλιοειδές, είναι αποτέλεσμα της μαγνητικής παγίδευσης φορτισμένων σωματιδίων που πλησιάζουν τη Γη καθώς επιταχύνονται από την πλεονάζουσα μαγνητική ενέργεια που αναφέραμε προηγουμένως.

Κατά το χρονικό διάστημα από 13 έως 14 Μαρτίου 2022 σημειώθηκε ηλιακή έκλαμψη έντασης Μ2.0 στις 14 Μαρτίου 2022 και ώρα 08:40 (peak time) και προήλθε από την ενεργό περιοχή AR2965 με ηλιογραφικές συντεταγμένες Ν23Ε03 .