Vědci: Sluneční bouře „Ganon“ zničila plazmatický obal Země
V květnu 2024 poskytla impozantní sluneční bouře vědcům bezprecedentní příležitost k pochopení toho, jak se zhroutila ochranná plazmatická vrstva Země za extrémních kosmických povětrnostních podmínek. Díky satelitu „Aras“ byl výzkumný tým schopen pozorovat smrštění plazmatické vrstvy na pouhou část její běžné velikosti, přičemž proces její obnovy trval několik dní.
Tento jev odhalil vzácnou „negativní bouři“ v ionosféře, která výrazně zpomalila schopnost atmosféry zotavit se. Ionosféra je část atmosféry (asi od 60 do 1000 kilometrů nad zemí), která je ionizována slunečním zářením a ovlivňuje šíření rádiových vln a výskyt polární záře.
Údaje získané ze satelitu Aras v rámci výzkumného projektu vedeného doktorem Atsukim Shinburi z Institutu výzkumu kosmického a pozemského prostředí na Nagojské univerzitě přinesly cenné poznatky o tom, jak silná sluneční aktivita narušuje satelity a signály globálního polohovacího systému (GPS) a komunikační systémy.
Tento výzkum také poskytl první podrobný pohled na vliv tohoto jevu na plazmatický obal Země, který chrání naši planetu před okolními nabitými částicemi.
Na druhé straně výsledky studie publikované Shinburim a jeho spolupracovníky v časopise Earth, Planetary and Space Science ukázaly, jak reagují plazmatický obal a ionosférická vrstva během silných slunečních bouří.
Co je sluneční bouře?
Sluneční bouře je narušení povrchu Slunce, které vede k uvolnění obrovských množství energie a nabitých částic do vesmíru. Tyto bouře vznikají v důsledku změn v magnetickém poli Slunce a skládají se ze slunečních erupcí a korózních hmot. Když se tyto částice dostanou na Zemi, mohou způsobit jevy jako polární zář a ovlivnit komunikaci a energetické systémy.
Podle oficiálního prohlášení Nagojské univerzity byla sluneční bouře geomagnetická „Ganon“ jednou z nejsilnějších událostí svého druhu za více než dvě desetiletí, a je jednou z nejextrémnějších forem kosmického počasí, která vzniká, když Slunce vysílá obrovské dávky energie a nabitých částic na Zemi. Tyto události se obvykle objevují přibližně jednou za 20-25 let.
Sledování změn plazmatického obalu Země
V roce 2016 vypustila Japonská agentura pro výzkum vesmíru (JAXA) satelit Aras, který měl za úkol procházet plazmatickým obalem Země a měřit plazmové vlny a magnetická pole. Během této silné bouře se satelit nacházel v ideálním místě pro zaznamenání výrazného smrštění plazmatického obalu a jeho následného pomalého zotavení. Bylo to poprvé, co vědci získali kontinuální a přímá data ukazující smrštění plazmatického obalu během obrovské bouře.
Shinburi uvedl, že sledovali změny v plazmatickém obalu pomocí satelitu Aras a využívali pozemní přijímače k monitorování ionosféry, zdroje nabitých částic, které plazmatický obal Země obnovují. Sledování obou vrstev ukázalo, jak výrazně se plazmatický obal smrští a proč mu trvá tak dlouho se zotavit.
Negativní bouře a jejich vliv na Zemi
Přibližně hodinu po příjezdu silné sluneční bouře se nabité částice prohnaly horní atmosférou Země v oblastech s vysokými zeměpisnými šířkami. Jak bouře slábla, plazmatický obal se začal obnovovat částečkami dodávanými ionosférou. Tento proces obvykle trvá den nebo dva, ale v tomto případě se zotavení prodloužilo na čtyři dny kvůli jevu nazývanému negativní bouře.
V těchto bouřích klesají hladiny částic v ionosféře prudce na velkých plochách, když intenzivní zahřívání mění chemické složení atmosféry. To vede k poklesu kyslíkových iontů, které pomáhají vytvářet potřebné molekuly vodíku pro obnovu plazmatického obalu. Negativní bouře jsou neviditelné a mohou být detekovány pouze pomocí satelitů.
Kosmické počasí a jeho důsledky
Tato zjištění poskytují jasnější pochopení toho, jak se plazmatický obal mění během silné sluneční bouře a jak se energie přenáší v této oblasti vesmíru. Mnoho satelitů během této bouře zažilo elektrické poruchy nebo přestalo posílat data, přesnost signálů GPS se snížila a došlo k výpadkům rádiové komunikace.
Podle studie je klíčové pochopit, jak dlouho trvá plazmatickému obalu Země zotavit se z těchto poruch pro předpovědi kosmického počasí a ochranu technologií závislých na stabilních podmínkách v blízkosti Země.
Shinburi tvrdí, že vzhledem k extrémním změnám v ionosféře během silných geomagnetických bouří se chyby v polohování prostřednictvím satelitů znatelně zvyšují. Je rovněž důležité předpovídat takové jevy během silných geomagnetických bouří, přičemž míra výskytu těchto událostí je velmi nízká (přibližně 4 %) ve srovnání s jinými bouřkovými událostmi. V budoucnu bychom měli pokračovat v komplexní analýze dat z pozemních a vesmírných sledování během silných geomagnetických bouří, abychom pochopili fyzikální procesy polí a plazmatických prostředí v ionosféře.
