9 Minute
Cercetătorii au combinat imagini provenite de la două observatoare spațiale pentru a urmări o regiune neobișnuit de activă de pe Soare timp de 94 de zile, dezvăluind cum s-a schimbat arhitectura sa magnetică și cum a generat în cele din urmă unele dintre cele mai puternice fenomene de vreme spațială din ultimele decenii.
Sonda europeană Solar Orbiter furnizează imagini ale Soarelui, inclusiv observații ale ceea ce, din perspectiva noastră, este partea sa îndepărtată.
Urmărirea NOAA 13664 pe parcursul a trei rotații solare
Regiunile active solare rămân, de obicei, vizibile de pe Pământ aproximativ două săptămâni înainte de a se roti pe partea opusă a Soarelui pentru alte două săptămâni. Acest unghi limitat de observație a restricționat mult timp capacitatea noastră de a documenta ciclul de viață complet al celor mai energetice regiuni. Prin corelarea datelor de la Solar Orbiter al Agenției Spațiale Europene (ESA) cu observațiile continue ale Solar Dynamics Observatory (SDO) al NASA, o echipă internațională condusă de cercetători de la ETH Zurich a urmărit regiunea activă NOAA 13664 timp de 94 de zile, între aprilie și iulie 2024 — un set de imagini continue cu durată record pentru o singură regiune solară.
Accesul simultan la perspective multiple a permis echipei să documenteze apariția regiunii pe 16 aprilie 2024, să urmărească modificările în complexitatea câmpului magnetic pe parcursul rotațiilor succesive și să înregistreze stadiile de decadere după 18 iulie 2024. Datele includ secvențe de imagini în ultraviolet și vizibil, magnetograme și măsurători ale fluxului magnetic care oferă un portret tridimensional al regiunii.
Urmărirea aceleiași regiuni pe trei rotații este esențială deoarece structurile magnetice solare sunt tridimensionale și evoluează pe durate mai lungi decât o singură trecere vizibilă. Monitorizarea continuă a scos la iveală episoade repetate de emisie de flux magnetic și reconfigurări — procese care ar fi putut fi ratate dintr-un singur punct de observație. Acest set de date oferă astfel o cronologie fără precedent a felului în care o regiune superactivă crește, se răsucește și stochează energie înaintea erupțiilor majore, contribuind la înțelegerea dinamicii magnetismului solar și a acumulării de helicitate magnetică.
Complexitate magnetică, flăcări solare și impacturi pe Pământ
Regiunile active se formează acolo unde plasma magnetizată forțează trecerea prin suprafața solară, generând câmpuri magnetice foarte încurcate. Aceste câmpuri pot suferi reconfigurări bruște și pot elibera energie sub formă de flare-uri (flăcări solare) și ejectări de masă coronală (CME). NOAA 13664 a devenit una dintre cele mai active regiuni observate în ultimii douăzeci de ani și a produs unele dintre cele mai puternice furtuni geomagnetice resimțite pe Pământ de la evenimentele din 2003.
„Această regiune a provocat spectaculoasa auroră boreală, vizibilă până în sudul Elveției,” a declarat Louise Harra, profesor la ETH Zurich și director al Observatorului Meteorologic Fizic din Davos. Pe lângă cerurile luminoase, aceste erupții pot perturba infrastructuri moderne: rețelele electrice, funcționarea sateliților, expunerea la radiații în aviație și sistemele de navigație de înaltă precizie sunt toate vulnerabile la evenimente extreme de vreme spațială.
Echipa a notat impacturi reale în mai 2024 — de la drone și senzori agricoli afectați la pene de comunicare — subliniind modul în care activitatea solară influențează sisteme high-tech sensibile. Aceste consecințe practice aduc în prim-plan importanța prognozei vremii spațiale și a serviciilor operaționale care pot avertiza operatorii de utilități, companiile aeriene, furnizorii de comunicații și fermierii despre riscul unor întreruperi.
Un exemplu sălbatic din alt eveniment: în februarie 2022, mai mulți sateliți recent lansați pe orbita joasă a Pământului au suferit daune sau au fost pierduți după ce o furtună solară a mărit tracțiunea atmosferică. Incidentele de acest tip, împreună cu perturbările provocate de NOAA 13664, arată de ce înțelegerea complexității magnetice și a factorilor declanșatori ai erupțiilor contează pentru industrie, militar, economie și siguranța publică.
Ce au relevat observațiile despre mecanica erupțiilor
Prin urmărirea NOAA 13664 pe parcursul mai multor luni, cercetătorii au observat injecții succesive de flux magnetic și o acumulare progresivă de linii de câmp înfășurate și intercalate. Episoadele repetate au crescut complexitatea magnetică a regiunii până la producerea celei mai mari flări observate pe partea îndepărtată a Soarelui la 20 mai 2024. Analiza magnetogramelor și a imaginilor în emisii coronală a arătat creșterea helicității și apariția unor structuri împletite (braided magnetic structures) care se corelează cu erupțiile energetice.
În ciuda acestor corelații, studiul evidențiază și limitele prognozei actuale: determinarea precisă a momentului și magnitudinii unei viitoare erupții rămâne dificilă. Modelele fizice și codurile numerice beneficiază de constrângeri noi oferite de acest record, dar predicția deterministă a erupțiilor necesită încă observații de mare rezoluție în timp real și o mai bună reprezentare a proceselor de reconectare magnetică la scară mică și la scară globală.
„Aceasta este cea mai lungă serie continuă de imagini realizată vreodată pentru o singură regiune activă: este un reper în fizica solară,” a spus Ioannis Kontogiannis, fizician solar la ETH Zurich și la IRSOL din Locarno. Recordul oferă constrângeri noi pentru modelele de stocare și eliberare a energiei magnetice, îmbunătățind înțelegerea noastră fizică chiar și atunci când prognoza deterministă nu este încă posibilă cu precizie.
Progresul prognozei vremii spațiale și misiunile viitoare
Observațiile de durată lungă și din multiple fațete, precum cele raportate aici, alimentează modele îmbunătățite privind evoluția regiunilor active și propagarea erupțiilor prin heliosferă. Modelele care se bazează pe date combinate din magnetograme, imagini în ultraviolet-extins și măsurători in situ ale particulelor solare pot oferi predicții mai bune privind traseul și impactul CME-urilor, timp de sosire și potențiala intensitate a furtunilor geomagnetice.
Modele avansate de cuplare magnetosferă-ionosferă, care includ efectele de non-liniaritate și turbiditate magnetică, primesc deosebit de mult beneficiu din acest tip de seturi de date. Spre exemplu, estimările de creștere a densității termosferei care afectează traiectoria sateliților în orbita joasă pot fi rafinate folosind măsurători corelate temporal cu emisiile coronale și cu fluxul de particule energetic.
Cercetătorii dezvoltă, de asemenea, misiuni dedicate pentru a acoperi golurile rămase. Harra a menționat lucrările în derulare legate de misiunea planificată Vigil a ESA, proiectată pentru a asigura monitorizare continuă pe linia Soare–Pământ și pentru a îmbunătăți avertizarea timpurie în cazul erupțiilor îndreptate spre Terra. Vigil este programată pentru lansare la începutul anilor 2030 și va completa instrumentele precum Solar Orbiter și SDO prin furnizarea de date țintite pentru servicii operaționale de vreme spațială. Implementarea unui astfel de observator permanent pe linia Sun–Earth va reduce perioadele de necunoaștere (blind spots) și va îmbunătăți rapiditatea și acuratețea avertismentelor.
Expertiză și interpretare
„Faptul că am putut urmări aceeași regiune activă în timp ce se rotește și revine a schimbat modul în care corelăm evoluția magnetică superficială cu rezultatele eruptive,” a spus Dr. Maya Chen, cercetătoare în heliosferă la Center for Solar-Terrestrial Research (afiliere fictivă). „Aceste observații ne permit să testăm, rafinăm și, când este cazul, să respingem modele mult mai rapid — iar asta accelerează progresul spre prognoze practice de vreme spațială care să protejeze infrastructura și activitățile umane.”
Din punct de vedere tehnic, datele au facilitat analiza variațiilor de flux magnetic pe tensiuni de timp multiple: de la minute (pentru impulsuri rapide asociate flăcărilor) la zile sau săptămâni (pentru acumularea globală de energie). Instrumentele moderne permit măsurători ale vectorului câmpului magnetic la rezoluții care, combinate între platforme, oferă un tablou coerent al evoluției tridimensionale a structurii magnetice.
Concluzie
Urmărirea pe 94 de zile a regiunii NOAA 13664 demonstrează beneficiile științifice ale observațiilor coordonate cu mai multe vehicule spațiale. Studiul oferă o imagine mai clară a modului în care sistemele magnetice complexe se maturizează și eliberează energie și constituie o bază bogată de date pentru predicții mai bune ale vremii spațiale. Pe măsură ce noi misiuni precum Vigil vor deveni operaționale, observații de această calitate ar trebui să devină mai frecvente — iar capacitatea noastră de a anticipa perturbările cauzate de Soare se va îmbunătăți treptat.
Pe termen scurt, integrarea acestor seturi de date în centre operaționale de prognoză a vremii spațiale va ajuta la crearea de alerte timpurii mai robuste, la stabilirea unor planuri de intervenție pentru operatorii rețelelor electrice și la minimizarea riscurilor pentru sateliți și zborurile aeriene. Pe termen lung, îmbunătățirea modelelor fizice și a observabilității va oferi o înțelegere mai profundă a originii erupțiilor solare și a proceselor care reglementează transferul de energie în heliosferă.
Acest rezultat subliniază importanța cooperării internaționale în domeniul cercetării spațiale: combinarea instrumentelor ESA și NASA, alături de expertiza academică, a generat un set de date unic care va alimenta studii științifice, dezvoltarea de produse operaționale și strategii de gestionare a riscului pentru societatea dependentă de tehnologie.
Sursa: scitechdaily
Lasă un Comentariu