Myös vaisu Aurinko voi roihauttaa rajusti
19.03.2014

Kesällä 2012 Aurinko oli nousemassa 11-vuotisen aktiivisuusjaksonsa hiljaisesta vaiheesta, kun yllättäen se alkoikin älämölöimään: 22. heinäkuuta 2012 se roiskautti pinnaltaan ulos avaruuteen useita voimakkaita purkauksia, jotka onneksi eivät kuitenkaan osuneet Maahan.

Sen sijaan Aurinkoa havainnut STEREO-A -luotain (kuvattuna piirroksessa ylhäällä) oli suoraan purkausten suunnassa. Tämä jotakuinkin Maan etäisyydellä Auringosta oleva, jokseenkin samanlaisella radalla Maan kanssa Aurinkoa kiertävä avaruusalus oli Auringosta katsottuna 120 asteen päästä meistä, kun se sai silmilleen tämän erään voimakkaimmista koskaan mitatuista aurinkomyrskyistä: paitsi aurinkotuulen nopeus, niin myös magneettikentän voimakkuus olivat ennätyksellisen suuria.

Nyt tästä tapauksesta on julkaistu kiinnostava tutkimus Nature Communications -julkaisussa, ja tutkimuksen takana olleessa ryhmässä on mukana myös suomalaisväriä. Helsingin yliopiston tutkija Emilia Kilpua on yksi Naturen artikkelin kirjoittajista. Yksittäiset aurinkomyrskyt sinällään eivät ole kokonaisen tutkimuksen väärti, mutta tämä erittäin voimakas ja suoraan aurinkotutkimussatelliitin mittalaitteisiin osunut sellainen on auttanut ymmärtämään mekanismeja, jotka synnyttävät supermyrskyn Auringossa ja planeettainvälisessä avaruudessa. Tuloksia voidaan hyödyntää avaruussäätä ennustavissa malleissa.

Se on myös kiinnostava siksi, että ryöpsähdykset eivat tapahtuneet Auringon aktiivisuusmaksimin aikaan, vaan vaiheessa, jolloin Aurinko ei yleensä ole kovin aktiivinen. Myös kaikkien aikojen voimakkain havaittu avaruusmyrsky, vuonna 1859 tapahtunut Carringtonin myrsky oli verrattain heikon auringonsyklin aikana. Tuolloin revontulet näkyivät taivaalla jops Havaijilla saakka.

Myös rauhallinen Aurinko voi siis äityä aktiiviseksi.

Auringon aktiivisuudesta kertovan auringonpilkkuluvun käyrä näyttää hyvin,
miten nyt meneillään oleva aurinkosykli 24 ei ole erityisen voimakas.
Edellinen oli hieman aktiivisempi, mutta ei mitenkään voimakas verrattuna sitä
edeltäneeseen (ei näy enää käyrässä), mikä oli puolestaan ennätyksellisen voimakas.

1+1 on enemmän kuin 2

Kun kahden STEREO-luotaimen ja SOHO-teleskoopin koronagrafi- ja ultraviolettihavainnot yhdistettiin tapahtumista tuolloin 22.7.2012, huomattiin, että Auringosta sinkosi ylös avaruuteen kaksi prominenssia ja koronan massapurkausta vain noin kymmenen minuutin päästä toisistaan. Ainoastaan muutaman Auringon säteen päässä Auringosta massapurkaukset olivat sulautuneet yhdeksi valtavaksi ulospäin aurinkokunnassa syöksyväksi varattujen hiukkasten ja kaasun pilveksi.

Plasmapilvi saavutti Maan etäisyyden alle vuorokaudessa, eli lähes yhtä nopeasti kuin Carringtonin myrskyn synnyttänyt massapurkaus 155 vuotta sitten. Silloin luonnollisestikaan asiaa ei voitu havaita näin hyvin, mutta Auringon toimintaa tarkkailtiin ja se osattiin yhdistää revontuliin.

Pikaisen matkanteon teki mahdolliseksi purkausten valtava alkunopeus (yli 3000 km/s) ja edeltävän, hitaamman purkauksen aiheuttama harva aurinkotuuli, joka ikään kuin raivasi takanaan tulleelle suurivauhtiselle kaasupilvelle tietä planeettainvälisessä avaruudessa.

STEREO-A:n mittaukset rekisteröivät plasmapilven magneettikentän, nopeuden ja muita ominaisuuksia. Näitä käyttäen tutkijat arvioivat, että jos purkaus olisi iskeytynyt Maahan, se olisi aiheuttanut geomagneettisen myrskyn joka olisi ollut jopa suurempi kuin Carringtonin myrsky.

Avaruuden supermyrskyn uhat

Mikäli Carringtonin myrskyn luokkaa oleva avaruusmyrsky tapahtuisi nyt, sillä olisi todennäköisesti suuria vaikutuksia. Se saisi aikaan komeiden ja laajalti maapallolla näkyvien revontulten lisäksi todennäköisesti Maata kiertävien satelliittien vaurioitumisia, suuria häiriöitä tietoliikenteessä ja vakavia vikoja sähköverkoissa. Se sekoittaisi satelliittipaikannuslaitteita ja lisäisi olennaisesti öljy- sekä kaasuputkien korroosiota. Lisäksi avaruudessa olevien astornauttien sekä korkealla napaseuduilla lentävien lentokoneiden miehistöjen ja matkustajien terveys olisi vaarassa.

Teknistynyt yhteiskuntamme on aiempaa riippuvaista maanpäällisen sään lisäksi Maata ympäröivän avaruuden säätilasta. Pahimmissa mielikuvissa koko tietoliikenneverkosto romahtaa ja sähköverkot rikkoontuvat, kun niihin alkaa yllättäen syntyä Auringosta peräisin olevan suuren plasmapilven vuoksi sähköä. Verkko siis itse toimisi kuin jättimäinen generaattori, minkä vuoksi virranjakajat ja sähköjohdot menisivät rikki ylijännitteestä.

"Tämä uhka on tehnyt avaruussäätutkimuksesta tärkeää ja ajankohtaista", sanoo Emilia Kilpua. "Tuore tutkimuksemme osoittaa myös sen, että merkittäviä avaruussäähäiriöitä voi tapahtua myös silloin, kun Aurinko on hiljaisessa vaiheessaan."

Tutkimus toteaa, että supermyrskyn ainekset ovat koossa silloin, kun tapahtuu kaksi tai useampi nopeaa ja äärimmäisen voimakasta massapurkausta hyvin lähekkäin ja ne vuorovaikuttavat keskenään heti Auringon läheisyydessä. Kun näin tapahtuu, on aurinkopurkauksella suurempi mahdollisuus kehittyä supermyrskyksi.

Jotta purkauksen ominaisuudet voidaan ymmärtää kokonaisuudessaan, tarvitaan lisää havaintoja ja mittaustuloksia. Tutkijat kuitenkin arvelevat, että jo näitä tuloksia voidaan käyttää tulevaisuudessa avaruussäämalleissa tutkimaan äärimmäisen auringonpurkauksen vaikutuksia Maan lähiavaruudessa.

Tiedote perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen.

Lähdeviite: Nature Communications 18.3.2014, Observations of an Extreme Storm in Interplanetary Space Caused by Successive Coronal Mass Ejections


Video massapurkauksen iskeytymisestä STEREO-A -luotaimeen 23.7.2012:

Mallinnos avaruussäästä samaan aikaan: