- Visos geomagnetinės audros kyla dėl Saulės, o ne dėl žemės orų.
- Pagrindiniai sukėlėjai yra koroninės masės išmetimai ir koronos skylės.
- Svarbiausia yra saulės vėjo magnetinio lauko kryptis, ypač pietinė kryptis.
- Į Žemės magnetosferą įsipylusi energija sukelia garsius elektra srovių pokyčius ir pašvaistes.
- Audros dažniau pasitaiko Saulės aktyvumo viršūnėje, maždaug 11 metų cikle.
Kai žmonės kalba apie „magnetinę audrą“, tai gali skambėti tarsi tai būtų mūsų įprastas oras, panašus į perkūniją su lietumi ir vėju. Tačiau geomagnetinė audra neturi nieko bendro su debesimis ar krituliais. Tai sutrikimas gerokai aukščiau mūsų, nematomoje magnetinėje burėje, supančioje visą planetą. Ir beveik visada priežastis grįžta prie vieno šaltinio: Saulės.
Viskas prasideda nuo Saulės
Saulė nėra ramus spindesio kamuolys. Tai verčianti, karšta plazmos sfera, kurios judanti, įkrauta medžiaga kuria stiprius magnetinius laukus. Šie laukai sukaustomi, susipina, kaupiasi įtampą ir kartais plyšta, paleisdami užlaikytą energiją. Kai tokia energija išsiskiria, Saulė gali išmesti didžiulius kiekius medžiagos ir magnetinio lauko į kosmosą. Jei tai nukreipiama į Žemę, prasideda geomagnetinė audra.
Saulės vėjas ir kaip jis mus pasiekia
Visą laiką iš Saulės sklinda įkrautų dalelių srautas, vadinamas saulės vėju. Įprastomis sąlygomis jis yra gana ramus ir juo Žemė lengvai apsidengia. Audra prasideda tada, kai saulės vėjas staiga tampa daug greitesnis, tankesnis arba labiau magnetizuotas. Efektyvi energijos perdavimo į magnetosferą sąlyga yra ilgesnės trukmės didelio greičio srautas ir, svarbiausia, vėjo nešamo magnetinio lauko kryptis.
Koroninės masės išmetimai
Didžiausias ir dramatiškiausias veiksnys yra koroninės masės išmetimai, CME. Tai milžiniški Saulės atmosferos protrūkiai, kuriuose išmetama didžiulė dalis plazmos kartu su susipynusiu magnetiniu lauku. Jei toks debesys nukreipiamas į Žemę, jis per dienas ar kelias pasiekia mus ir gali smarkiai suspausti ir sujudinti Žemės magnetinį lauką.
Koronos skylės ir pasikartojantys srautai
Antras šaltinis yra koronos skylės, atviros magnetinės sritys, iš kurių lengvai veržiasi greitas saulės vėjas. Tokios sritys ilgai išlieka ir, kadangi Saulė suka, jos periodiškai vėl nukreipia greitą srautą į Žemę. Tokios audros dažniausiai būna silpnesnės už CME sukeltas, bet pasikartoja reguliariai.
Magnetinio lauko kryptis yra kertinis faktorius
Svarbiausia sąlyga yra tai, ar saulės vėjas atneša magnetinį lauką nukreiptą į pietus, priešingai nei Žemės laukas. Tokiu atveju vyksta magnetinė rekoneksija, laukai susijungia ir tarsi atveria duris, leidžiančias energijai ir dalelėms smarkiau patekti į magnetosferą. Todėl greitas vėjas su šiaurine kryptimi gali praeiti beveik nepastebėtai, o lėtesnis vėjas su ilgai trunkančia pietine kryptimi gali sukelti stiprią audrą.
Kas vyksta magnetosferoje
Audros metu šokinėja elektrinės srovės, sustiprėja žiedinė srovė, viršutinė atmosfera įkaista ir išsiplečia. Dalelės susidūrę su atmosferos atomais kuria poliarines pašvaistes, todėl ta pati įvykio eiga, kuri sukelia audrą, ir dažnai nudažo dangų žaliais bei raudonais blyksniais.
Kodėl audros skiriasi ir ką tai reiškia mums
Audros stipris priklauso nuo išleistos energijos, ar smūgis tiksliai pataikė į Žemę, kiek ilgai truko palankios sąlygos ir, svarbiausia, nuo magnetinio lauko krypties. Kai visos sąlygos sutampa, gauname retas, labai stiprias audras. Dažniau pasitaiko mažesnės, trumpalaikės įtampos.
Saulės ciklas ir sezonai
Saulė keičiasi maždaug vienuolikos metų ciklu. Apie aktyvumo piką CME ir kitų protrūkimų būna daugiau, todėl geomagnetinės audros tampa dažnesnės ir stipresnės. Ramybės laikotarpiais didesnę dalį audrų sudaro koronos skyles su pasikartojančiais srautais.
Trumpas atsakymas
Magnetinės audros vyksta todėl, kad Saulė siunčia greitą, magnetizuotą saulės vėją link Žemės. Kai atneštas magnetinis laukas yra priešingo poliarumo nei Žemės, vyksta rekoneksija ir energija plūsta į magnetosferą. Ten ji sukelia srovių pokyčius, pašvaistes ir laikinius magnetinio lauko sutrikimus.
Šaltiniai
- NOAA Space Weather Prediction Center: https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/geomagnetic-storms
- GFZ Helmholtz Centre for Geosciences ir Kp indikatorius: https://www.gfz-potsdam.de/en/section/geomagnetism/data-products-services/geomagnetic-kp-index
- NASA Science apie Saulės audras ir blykstes: https://science.nasa.gov/sun/solar-storms-and-flares/
