Dokładniejsze prognozowanie burz słonecznych

Pogoda kosmiczna to termin opisujący oddziaływania między polami magnetycznymi i cząstkami wyrzucanymi przez Słońce a ziemskim polem magnetycznym. To nie tylko prądy przenikające atmosferę naszej planety. W przypadku silnych rozbłysków słonecznych może dochodzić do zakłócenia pracy satelitów i ludzi przebywających na orbicie. Fale mogą też w ekstremalnych wypadkach docierać do ziemi i zakłócać pracę naziemnej infrastruktury komunikacyjnej oraz sieci energetycznych.

Aby zminimalizować wpływ pogody kosmicznej na nowoczesne technologie, potrzebna jest niezawodna infrastruktura do przewidywania aktywności słonecznej. Jednak najpierw naukowcy muszą poznać podstawowe procesy fizyczne odpowiedzialne za pogodę kosmiczną. Celem finansowanego ze środków UE projektu SOME-UFO (Solar magnetic eruptions: Understanding and forecasting) było zbadanie złożonych konfiguracji magnetycznych aktywnych regionów słonecznych, w których najczęściej dochodzi do rozbłysków.

Aktywne obszary są widoczne jako ciemne plamy na powierzchni Słońca. Analizując dane z różnych perspektyw i przy pomocy różnych teorii, zespół SOME-UFO określił zmiany pola magnetycznego w dniach poprzedzających rozbłyski słoneczne oraz ich zmiany wynikające z rozbłysków. Naukowcy wykorzystali kilka satelitów i naziemnych magnetografów, aby znaleźć zjawiska umożliwiające przewidywanie erupcji słonecznych.

Jednym z kluczowych czynników wpływających na rozbłyski słoneczne jest nadmierna energia magnetyczna zgromadzona w skręconych liniach pól magnetycznych pod wpływem przepływu prądu elektrycznego. Innym czynnikiem jest tzw. skrętność pola magnetycznego, stanowiąca wskaźnik naprężenia i odkształcenia linii pola magnetycznego. Dzięki tym informacjom oraz progom dotyczącym energii i skrętności w zakresie rozbłysków, uzyskanym dzięki projektowi SOME-UFO, do czasu kolejnego okresu szczytowej aktywności słonecznej powinno być możliwie wiarygodne przewidywanie rozbłysków.

Dotychczas uczeni obserwowali skomplikowane plamy słoneczne i ogłaszali ostrzeżenia o możliwych rozbłyskach, ale nie byli w stanie dokładnie określić, kiedy i gdzie wystąpią oraz jaka będzie ich siła. Naukowcy uczestniczący w projekcie SOME-UFO odnaleźli tę samą prawidłowość dotyczącą obszarów aktywnych: linie pola magnetycznego skręcają się do pewnego punktu, by następnie ulec relaksacji. Co jeszcze ważniejsze, ustalono, że prawidłowość ta może stanowić podstawę dla narzędzia do skutecznego prognozowania rozbłysków słonecznych.

Rezultaty projektu SOME-UFO będą dopracowywane w kilku kolejnych latach w ramach dwóch nowych inicjatyw badawczych. Projekt Europejskiej Agencji Kosmicznej A-EFFort (Athens Effective Solar Flare Forecasting) ma na celu opracowanie w pełni zautomatyzowanej usługi prognozowania rozbłysków. Z kolei celem projektu FLARECAST(Flare Likelihood and Eruption Region Forecasting), finansowanego ze środków UE, jest ochrona infrastruktury kosmicznej przed gwałtownymi zjawiskami pogody kosmicznej dzięki innemu zautomatyzowanemu serwisowi, o wiele większemu niż A-EFFort i pierwszemu tego rodzaju na świecie.