Πρόβλεψη CMEs και ηλιακών εκλάμψεων
Οι δύο μεγαλύτερες ενεργειακές εκρήξεις στο Ηλιακό μας Σύστημα είναι οι ηλιακές εκλάμψεις και οι εκτοξεύσεις μάζας στεμμάτων (CME). Αυτές οι εκρήξεις μπορούν να έχουν σοβαρές επιπτώσεις στον τρόπο ζωής της σύγχρονης κοινωνίας μας. Μια κύρια διαφορά μεταξύ των τεράστιων εκρήξεων είναι η κλίμακα στην οποία εμφανίζονται. Μια έκλαμψη είναι μια τοπική ξαφνική σύντομη λάμψη στον Ήλιο. Η CME είναι μια απολύτως τεράστια έκρηξη από την άποψη του ανεπτυγμένου μεγέθους της και μπορεί να γίνει μεγαλύτερη ακόμη και από τον ίδιο τον Ήλιο.
Η πηγή αυτών των δύο μεγάλων εκρήξεων τροφοδοτείται από την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη σε ισχυρά συστραμμένες και διατμημένες μαγνητικά-σύνθετες ενεργές περιοχές (ARs) στον Ήλιο. Το ευρύ φάσμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και τα επιταχυνόμενα, υψηλής ενέργειας σωματίδια εξαπλώνονται κατά τη διάρκεια των διεργασιών έκλαμψης και μπορούν να φτάσουν στη Γη σε περίπου λίγες ώρες, προκαλώντας συχνά διακοπές στις τηλεπικοινωνίες. Αν και η ταχύτητα διάδοσης μιας έκλαμψης είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή ενός CME, μια CME μπορεί να προκαλέσει μεγαλύτερη ζημιά από την ίδια την έκλαμψη. Τα κατευθυνόμενα από τη Γη CME μπορούν να φτάσουν σε εμάς σε περίπου 18 έως 36 ώρες και είναι ικανά να προκαλέσουν πολύ ισχυρές γεωμαγνητικές καταιγίδες, οι οποίες μπορεί περιστασιακά να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στα δίκτυα ηλεκτροδότησης και τους αγωγούς μας. Αυτό δεν είναι απλώς φαντασία, καθώς μερικές πολύ ισχυρές μαγνητικές καταιγίδες είναι ήδη γνωστές σε ολόκληρες περιοχές (π.χ. το Κεμπέκ του Καναδά, που επλήγη καταστροφικά στις 10 Μαρτίου 1989).
Με βάση τα προηγούμενα γεγονότα αλληλεπιδράσεων έκλαμψης και CME με τον πλανήτη μας, ένα από τα καίρια ερωτήματα της τρέχουσας ηλιακής έρευνας είναι πώς να παραχθεί και να βελτιστοποιηθεί μια αξιόπιστη πρόβλεψη έκλαμψης και CME. Η απάντηση σε αυτήν την ερώτηση μάς εμπνέει να αναπτύξουμε καλύτερες και πιο ακριβείς μεθόδους πρόβλεψης πυρκαγιάς και CME. Οι δύο ισχυρές εκρήξεις συχνά διαδέχονται η μία την άλλη μέσα σε λίγα λεπτά, αλλά υπάρχουν εξαιρετικές περιπτώσεις όπου συμβαίνουν χωριστά. Στόχος μας είναι να καταλάβουμε γιατί. Δυστυχώς, δεν γνωρίζουμε ακόμη την τέλεια απάντηση σε αυτό το φλέγον ερώτημα. Ωστόσο, μπορούμε και έχουμε αναπτύξει μια μέθοδο που θα μπορούσε να προβλέψει ποιος τύπος από αυτές τις ηλιακές εκρήξεις θα μπορούσε να αναμένεται.
Κατά τη διάρκεια της έρευνάς μας, αναλύσαμε τη συμπεριφορά των ARs πριν από την έκρηξη με τον πρόσφατα καθορισμένο μεσολαβητή μας, προκειμένου να βρούμε ενδεικτικές πρόδρομες ενδείξεις επικείμενης συμπεριφοράς νέας ηλιακής έκρηξης δύο έως τρεις ημέρες πριν από μια πραγματική έκρηξη και έναρξη CME. Ο διακομιστής μας, που ονομάζεται σταθμισμένη οριζόντια κλίση μαγνητικού πεδίου (WGM ), ορίζεται ανάμεσα σε δύο αντίθετες μαγνητικές πολικότητες που υπάρχουν στα AR. Η μέθοδος WGM παρέχει συναρπαστικές διαγνωστικές πληροφορίες σχετικά με την αναμενόμενη ενέργεια έκρηξης και τον αναμενόμενο χρόνο έναρξης. Όμως, όπως προαναφέρθηκε, στόχος μας είναι να προβλέψουμε ποιες φωτοβολίδες συνοδεύονται από ένα τεράστιο CME και ποιες όχι. Ως εκ τούτου, είναι διαισθητικό να διερευνήσουμε τις AR που φιλοξενούνται από το flare-CME και τις ARs με μόνο εκρήξεις έκλαμψης ξεχωριστά.
Για να εξερευνήσουμε αυτό το μυστήριο, παρακολουθήσαμε την εξέλιξη των κινήσεων των βαρυκέντρων με βαρύκεντρα αντίθετης πολικότητας μαγνητικών πεδίων σε ένα σύστημα συντεταγμένων στερεωμένο στην ηλιακή επιφάνεια. Έχουμε εντοπίσει με επιτυχία ειδικές δομές της συμπεριφοράς των δύο αντίθετων πολικοτήτων πριν από τις ηλιακές εκρήξεις. Βρήκαμε ότι όπου υπάρχει ένα CME με έκλαμψη, το βαρύκεντρο μιας πολικότητας με σταθμισμένο εμβαδόν αλλάζει τη θέση πριν από την έκρηξη, αλλά το βαρύκεντρο της δεύτερης πολικότητας με σταθμισμένη περιοχή παρέμεινε στις ίδιες συντεταγμένες. Αυτή η εμπειρική σχέση σημαίνει ότι τα έντονα πιεσμένα σχοινιά ροής απομακρύνονται και ανυψώνονται από τον Ήλιο. Από την άλλη πλευρά, όταν το AR παρήγαγε φωτοβολίδες αλλά όχι CME, τότε τα δύο αντίθετα βαρύκεντρα πολικότητας άλλαξαν πολύ γρήγορα τους τόπους τους. Εδώ, τα σχοινιά ροής θα χαλαρώσουν με κινήσεις ξετύλιξης.
Συνοπτικά, αυτό το νέο και απλό εργαλείο παρατήρησης μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ικανότητα πρόβλεψης έξαρσης και CME, συμπεριλαμβανομένης της ακρίβειας της πρόγνωσης έναρξης και της πρόβλεψης εάν μια έξαρση θα συνοδεύεται από CME. Το επόμενο βήμα είναι ότι θα θέλαμε να βελτιώσουμε σημαντικά την ικανότητα πρόβλεψης έκρηξης και CME και να εξαλείψουμε τις αβεβαιότητες που υπάρχουν στην αξιοπιστία των προηγουμένως αναγνωρισμένων υπογραφών κινδύνου έκρηξης και CME.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο An application of the weighted horizontal magnetic gradient to solar compact and eruptive events, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Advances in Space Research . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους M. B. Korsós, Michael S. Ruderman και R. Erdélyi από το Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ, την Ουγγρική Ακαδημία Επιστημών και το Πανεπιστήμιο Eötvös Loránd.
