Pesquisadores usam a NASA e outros dados para olhar dentro do coração de uma tempestade solar

A ejeção de massa coronal em 20 de janeiro de 2005, produziu uma quantidade extrema de partículas solares, visto como branco estático nesta aparência da ESA / Observatório Solar Heliosférico e da NASA. Mais perto da Terra, criou-se uma tempestade solar, com uma rara combinação de efeitos fortes e fracos.

Uma tempestade do clima espacial do sol tomou conta do nosso planeta em 21 de janeiro de 2005.

O evento obteve seu início no dia 20 de janeiro quando uma nuvem de material solar, uma ejeção de massa coronal, ou CME, explodiu fora do sol e foi em direção a terra.

Quando ele chegou ao nosso planeta, os cintos atuais anel e as da radiação encheu-se de partículas extras, enquanto a aurora persistiu por 6 horas, Ambos são geralmente sinais de uma grande tempestade- na verdade, esse foi um dos maiores derramamentos de prótons solares sempre monitorados a partir do sol.

Mas a tempestade mal afetou os campos magnéticos em volta da terra, Distúrbios nessas áreas podem afetar redes de energia no chão, um potencial efeito do clima espacial observado atentamente por uma sociedade tão dependente da eletricidade. 

Janet Kozyra, cientista espacial da Universidade de Michigan em Ann Arbor,

pensei que esta combinação intrigante de uma tempestade solar simultaneamente fraca e forte merecia uma análise mais aprofundada. Em um esforço para entender melhor, e algumas previsões do dia, tais tempestades e seus efeitos potenciais sobre a tecnologia humana, um evento incomum como este pode ajudar os pesquisadores a entender o que os aspectos de uma CME (Ejeção de massa coronal) conduzir a que efeitos perto da terra. 

"Havia características que aparecem que geralmente só ver durante eventos climáticos extremos espaço, quando por outras medidas que a tempestade foi moderada", disse Kozyra. "Queríamos olhar para ele de forma holística, bem como pesquisadores climáticos terrestres ver com condições meteorológicas extremas. Pegamos cada pedaço de dados que poderíamos encontrar na tempestade solar e colocá-lo junto para ver o que estava acontecendo."

Legenda: Um filamento de material solar denso frio se moveu em direção a frente do 20 de janeiro de 2005, uma ejeção de massa coronal, o que levou a uma invulgarmente grande quantidade de material solar canalizar para o espaço próximo à Terra durante uma tempestade solar 21 de janeiro.

Com observações coletadas a partir de redes terrestres e os 20 satélites diferentes, Kozyra e de um grupo de colegas, cada um especialista em diferentes aspectos dos dados ou modelos, descobriu que o CME continha uma peça rara de material denso filamento solar. 
Este filamento acoplado com uma velocidade anormalmente rápida levou à grande quantidade de material solar observado. A geometria magnética fortuito, porém, suavizou o golpe, levando à redução dos efeitos magnéticos. Estes resultados foram publicados no 14 de agosto, 2014, edição do Journal of Geophysical Research, Física Espacial.

Os pesquisadores reuniram dados da nave espacial em órbita na ionosfera da Terra, que se estende até 600 milhas acima da superfície do planeta e satélites acima que, órbita através do coração do ambiente magnético da Terra, a magnetosfera. A enorme quantidade de dados foi, então, incorporado em uma variedade de modelos desenvolvidos na Universidade do Centro de Michigan para o Espaço Ambiente de Modelagem, que estão alojados na sede da Comunidade Coordenado Centro de Modelagem no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, uma academia dedicada à prestação de amplo acesso aos modelos do clima espacial.

Com os modelos em mãos, a equipe poderia unir a história desta tempestade solar particular. Tudo começou com a CME em 20 de janeiro de 2005 a Agência Espacial Europeia eo Observatório Solar e Heliosférico da NASA, ou SOHO, capturou imagens do CME. Na sua versão mais simples, CMEs parecer uma bolha magnética com o material em torno do exterior. Neste caso, houve uma linha adicional de mais frio mais denso material, energia solar - um gás chamado plasma eletricamente carregados - no interior chamado um filamento solar. 
Filamentos solares são fitas de plasma denso apoiado na atmosfera exterior do Sol,  a coroa -por campos magnéticos fortes. Material de filamento é 100 vezes mais denso e mais frio do que 100 vezes da atmosfera circundante. Quando os campos magnéticos de suporte entrar em erupção, os filamentos são apanhados na liberação explosiva que forma a CME. Apesar de as observações de que a maioria das erupções como este envolvem filamentos solares, os filamentos são raramente identificados em distúrbios que atingem a Terra. Por isso pode ser, é um mistério - mas isso significa que a presença do filamento solar, neste caso particular, é uma observação rara.

Doze espaçonave na magnetosfera da Terra -, além de outras missões - ajudou os cientistas a observar e compreender um jan 2005 tempestade solar incomum. A sonda quatro Cluster foram com o vento solar, directamente a montante da Terra. Imagine sem escala

Observações subsequentes do CME mostrou ser particularmente rápido, com uma velocidade que atingiu um pico de cerca de 1800 quilômetros por segundo antes de abrandar para 600 milhas por segundo quando se aproximava da Terra. Assim como muitos CMEs têm filamentos ou como a geometria desses filamentos mudar como eles se movem em direção a Terra não é conhecido com precisão. Neste caso, no entanto, parece que o filamento densa acelerou para frente, após o bordo de ataque da CME, de modo que se chocou contra a magnetosfera, é entregue uma dose extra grande de partículas energéticas no espaço próximo à Terra.

O que aconteceu depois foi observado por uma flotilha de Terra em órbita satélites científicos, incluindo a imagem da NASA, missões rápido e cronometrado, a Agência joint Espacial Europeia, ou ESA, e Cluster, da Nasa, da a NASA ea ESA Geotail, os chineses e Double Star- da ESA 1; Outras sondas trillion milhas mais perto do sol, incluindo SOHO e da NASA Advanced Composition Explorer, vento vários outros veículos espaciais; bem como a rede SuperDARN radar terrestre National Science Foundation-suportada. No Cluster tempo estava no vento solar diretamente a montante da Terra. Enquanto isso, Double Star-1 foi passando da região externa do campo magnético do planeta e entrar na magnetosfera. Isto permitiu-lhe observar a entrada do material filamento solar como ele cruzou o espaço próximo à Terra.

"Dentro de uma hora do impacto, uma folha de plasma frio e denso formado a partir do material de filamento", disse Kozyra. "Material de alta densidade continua a mover-se através da magnetosfera para toda a seis horas de passagem do filamento."

Apesar da intensa quantidade de plasma realizado pelo CME, que ainda não tinha um componente-chave de um super-tempestade. Os campos magnéticos embutidos neste CME geralmente apontado para o pólo norte da Terra, assim como próprios campos magnéticos da Terra fazer. Essa configuração faz com muito menos interrupções no sistema do nosso planeta do que quando os campos do CME apontar para o sul. Quando apontando para o sul, os campos do CME colidir com Terra, descascando-os de volta e desencadeando perturbações magnéticas que cascata através da magnetosfera.

A orientação do campo magnético é o que manteve esta tempestade solar para níveis baixos. Por outro lado, o material solar adicional do filamento catalisada aurora de longo prazo sobre os pólos e aumentado as partículas preenchidos cintos da radiação em torno da terra, característica de uma tempestade maior.

"Este evento, com sua combinação incomum de efeitos meteorológicos espaciais realmente demonstra por que é importante olhar para todo o sistema, não apenas os elementos individuais", disse Kozyra. "Somente com o uso de todos esses dados, assistindo o evento do início ao fim, podemos começar a entender todas as diferentes facetas de uma tempestade extrema como essa."

Entender o que criou as facetas desse especial 2005 tempestade acrescenta a um corpo muito maior de conhecimento sobre como os diferentes tipos de CMEs podem afetar-nos aqui na Terra. Ao saber que fatores levam à força total de uma tempestade, podemos aprender melhor para prever o que o sol está enviando o nosso caminho.



Fonte: NASA