Wpływ wiatru słonecznego na huragany kosmiczne może wpływać na bezpieczeństwo satelitów

Wizualizacja badań K. Nykyri et al, złożona ze zdjęcia NASA oraz symulacji MHD przedstawia ooczenie Ziemi z magnetosferą od strony dziennej, magnetoogonem i warstwami granicznymi z gigantycznymi falami KH.
Źródło: K. Nykyri, Embry-Riddle Aeronautical University

Czy machnięcie skrzydeł motyla w Kostaryce może odpowiadać za huragan w Kalifornii? To pytanie analizowane było przez teoretyków chaosu, analityków rynku giełdowego i meteorologów przez wiele dekad. Dla większości ludzi ten hipotetyczny scenariusz może być trudny do wyobrażenia na Ziemi – szczególnie w momencie kiedy mamy do czynienia z prawdziwym kataklizmem.

A mimo to w przestrzeni kosmicznej podobnie niewielkie fluktuacje wiatru słonecznego  płynącego w kierunku osłony magnetycznej Ziemi mogą wpływać na prędkość i intensywność „huraganów kosmicznych” twierdzi Katariina Nykyri z Embry-Riddle Aeronautical University.

Badania, których wyniki opublikowano w dniu dzisiejszym w periodyku Journal of Geophysical Research – Space Physics zawierają pierwszy szczegółowy opis mechanizmu, w którym fluktuacje wiatru słonecznego mogą zmieniać właściwości tzw. huraganów kosmicznych, wpływając na to w jaki sposób plazma transportowana jest do ziemskiej magnetosfery.

Owe „huragany” powstają wskutek zjawiska znanego jako niestabilność Kelvina-Helmholtza (KH). Gdy plazma ze Słońca (wiatr słoneczny) omiata ziemską granicę magnetyczną, może on spowodować powstawanie dużych wirów (o rozmiarach 10 000- 40 000 km) wzdłuż warstwy granicznej.

„Fala KH – lub huragan kosmiczny – to jeden z podstawowych mechanizmów, dzięki którym wiatr słoneczny transportuje energię, masę i pęd do wnętrza magnetosfery”, mówi Nykyri, profesor fizyki i badaczka w Center for Space and Atmospheric Research w Daytona Beach na Florydzie. „Fluktuacje wiatru słonecznego wpływają na tempo wzrostu i końcowe rozmiary fal KH”.

Gdy prędkość wiatru słonecznego jest większa, fluktuacje są silniejsze, i stanowią źródło większych huraganów kosmicznych, które potrafią przetransportować więcej plazmy do magnetosfery – tłumaczy Nykyri.

Lepszy wgląd w to jak wiatr słoneczny wpływa na huragany kosmiczne może w przyszłości pozwolić nam lepiej prognozować pogodę kosmiczną, a tym samym zapewnić bezpieczniejszą nawigację satelitami znajdującymi się w pasach radiacyjnych.

Huragany kosmiczne to zjawiska uniwersalne zachodzące na granicy między koronalnym wyrzutem masy (CME) – gigantycznymi kulami plazmy wyrwanej z atmosfery Słońca a magnetosferą Jowisza, Saturna czy innych planet.

„Fale KH mogą zmieniać kierunek i właściwości CME, tym samym wpływając na pogodę kosmiczną w otoczeniu Ziemi”, tłumaczy Nykyri. „Abyśmy mogli skutecznie prognozować warunki pogody kosmicznej, musimy zrozumieć szczegółowe mechanizmy wpływające na wzrost i właściwości huraganów kosmicznych”.

Źródło: ERAU