Як визначити напрямок руху CME і час його прибуття?

Коли відбувається спалах на сонці або виверження нитки, ми не знаємо відразу, чи почався викид корональної маси (КВМ). Навіть якщо корональний викид маси вибухнув у космос, немає гарантій, що він спрямований на Землю. У цій статті ми покажемо вам методи, які ви можете використовувати, щоб визначити, чи сталося виверження коронального викиду маси від Сонця, чи спрямований він на Землю та коли він може прибути.

1. Використання монітора потоку протонів

На нашому сайті ви знайдете графік даних, що показує кількість сонячних протонів з енергією ≥10 МеВ, виміряних поблизу Землі. Під час потужних вибухів на Сонці може виникнути сонячна радіаційна буря. Сонячні протони вилітають у космос і в екстремальних ситуаціях можуть рухатися зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Вони є першими частинками, які прибувають на Землю, тому сонячна радіаційна буря може розвинутися дуже швидко після великої події на Сонці. Ці сонячні протони є добрим індикатором того, що на Сонці відбулася еруптивна сонячна подія, яка, ймовірно, запустила викид корональної маси в космос. Хоча ми можемо бути досить впевненими, що корональний викид маси був запущений у космос, це не ідеальний спосіб визначити, чи спрямований він на Землю, оскільки ці частинки, як правило, слідують за міжпланетним магнітним полем - спіраллю Паркера. Траплялося, що ми бачили сонячну радіаційну бурю на Землі, хоча пов'язаний з нею викид корональної маси не мав спрямованого на Землю компонента. Це часто відбувається під час подій поблизу західного лімба, але в рідкісних випадках навіть протони від великих далеких сонячних подій досягали нашої планети.

Зображення: Приклад графіка сонячних протонів ≥10 МеВ, який ви можете знайти на нашому веб-сайті. Цей графік показує сонячний протонний потік ≥10 МеВ поблизу Землі 14 липня 2000 року, коли відбувся великий сонячний спалах X5.7. Ми бачимо різке збільшення кількості сонячних протонів ≥10 МеВ, починаючи з 10:35 UTC, лише через 32 хвилини після початку сонячного спалаху. Швидко розвинувся сильний шторм сонячної радіації S3.

2. Використання зображень коронаграфа SOHO/LASCO

Найкращий спосіб переконатися, що викид корональної маси спрямований на Землю, - за допомогою зображень, зроблених інструментами LASCO C2 і C3, які розташовані на космічному апараті SOHO (Solar and Heliospheric Observatory - Обсерваторія Сонця і Геліосфери). SOHO спостерігає за Сонцем із земної перспективи, тому потенційні викиди корональної маси, спрямовані на Землю, можуть бути легко ідентифіковані. Спрямовані до Землі викиди корональної маси проявляються у вигляді часткового або повного гало викидів корональної маси в міру їхнього віддалення від Сонця. Майте на увазі, що зображення від SOHO не завжди надходять у реальному часі і часто доводиться чекати кілька годин на нові зображення, тому часто може пройти деякий час, перш ніж ми дізнаємося напевно, чи викид корональної маси має спрямований на Землю компонент, чи ні.

Нижче ми наводимо два чудові приклади того, як може виглядати викид корональної маси на зображеннях, отриманих за допомогою інструментарію SOHO/LASCO. Анімація зліва показує викид корональної маси, як його бачить інструмент SOHO/LASCO C2, який рухається на північ і не зіткнувся з Землею. Контур гало відсутній, тому ми можемо легко зробити висновок, що ця хмара плазми не спрямована на Землю. Однак праворуч ми бачимо викид корональної маси з повним гало, як його бачить SOHO/LASCO C2. Контур цього викиду корональної маси утворює ідеальне коло, що охоплює все поле зору LASCO. Це означає одне з двох: хмара плазми спрямована прямо на нас або від нас.

Якщо ми не впевнені, що викид корональної маси, виявлений на знімках LASCO, походить із зверненого до Землі сонячного диска, можливо, через відсутність явних ознак виверження, ми можемо подивитися на зображення, зроблені місією STEREO (Обсерваторія сонячно-земних зв'язків). Місія STEREO складається з двох космічних апаратів, які називаються STEREO Ahead та STEREO Behind. Вони спостерігають за дальньою стороною Сонця. Зображення STEREO і SOHO разом дадуть нам тривимірне зображення викиду корональної маси і скажуть нам, наближається викид до Землі чи віддаляється від неї. Зображення місій SOHO і STEREO можна знайти на сайті.

Використовуючи всі зображення, доступні з місій SOHO і STEREO, вчені з космічної погоди можуть розрахувати швидкість вильоту і встановити розрахунковий час прибуття (ETA) викиду корональної маси. Після того, як вони закінчать свої звіти, ви можете зайти на наш сайт і подивитися на моделі сонячного вітру і щоденні звіти від NOAA SWPC, щоб дізнатися, коли очікується прибуття викиду корональної маси. Команда SpaceWeatherLive також надаватиме аналіз під час великих подій.

3. Використання програмного забезпечення SIDC Cactus

Бельгійський Центр аналізу даних про сонячні впливи (SIDC) розробив програму CACTUS, що розшифровується як "Комп'ютерне відстеження КВМ". Вона автоматично сканує зображення з SOHO/LASCO, щоб визначити, чи є ймовірність того, що корональний викид маси влучить у Землю, чи ні. Вона покаже, чи є корональний викид маси галоподібним КВМ або частковим галоподібним КВМ, а також визначить швидкість зльоту КВМ, що дасть змогу визначити, коли він може прибути.

4. Використання графіку EPAM

EPAM розшифровується як Електрон, Протон і Альфа-монітор і є приладом на супутнику АСЕ, який вимірює електрони і протони, що надходять із сонячним вітром. Це дуже корисний інструмент, щоб дізнатись, чи викид корональної маси спрямований на Землю і коли він прибуде. Ми трохи пояснимо це з деякими графіками EPAM. Нижче ви можете знайти графік EPAM, як він може виглядати через кілька годин після сонячного спалаху.

Коли на Сонці відбувається потужний вибух, електрони і протони викидаються з Сонця в космос. Електрони і протони виштовхуються з потоком сонячного вітру. Одразу після події, що спричинила викид корональної маси, на графіку EPAM спостерігається зростання кількості низькоенергетичних електронів, що знаменує початок спалаху. Графік низькоенергетичних протонів також демонструє постійне зростання. Це часто вказує на те, що частина викиду корональної маси спрямована до Землі. Якщо ми склали все разом і знаємо, що викид корональної маси прямує до Землі... залишається одне важливе питання: коли викид корональної маси прибуде?

Коли прибуває CME?

Знаючи швидкість викиду корональної маси, ми можемо визначити, коли він може прибути на Землю. За допомогою наведеної нижче таблиці ви можете визначити, скільки часу знадобиться викиду корональної маси для подорожі від Сонця до Землі за умови, що він не сповільнюватиметься по дорозі. Таким чином, час, вказаний нижче, є лише орієнтовним. Зазвичай викиди корональної маси прибувають раніше або пізніше прогнозованого часу прибуття з різницею в 6 годин або більше!

Швидкість викиду корональної маси (км/сек)	Час маршруту (години)	Днів	Годин
300	138,88	5	18.88
400	104,16	4	8,16
500	83.33	3	11.33
600	69.44	2	21.44
700	59.52	2	11.52
800	52.08	2	4.08
900	46.30	1	22.30
1000	41.67	1	17.67
1100	37.88	1	13.88
1200	34.72	1	10.72
1300	32.05	1	8.05
1400	29.76	1	5.76
1500	27.78	1	3.78
1600	26.04	1	2.04
1700	24.51	1	0.51
1800	23.15	0	23.15
1900	21.93	0	21.93
2000	20.83	0	20.83
2100	19.84	0	19.84
2200	18.94	0	18.94

Визначте вплив за допомогою монітора EPAM

Після того, як викид корональної маси розпочався і ми визначили, що він спрямований до Землі, єдине, що ми можемо зробити, - це чекати і спостерігати за графіком EPAM. Більшість корональних викидів маси утворюють удар перед самою плазмовою хмарою, і це прискорює протони, які ми можемо виміряти за допомогою інструменту EPAM на ACE. Ми побачимо, як протонний графік продовжує зростати до прибуття коронального викиду маси. Перший підйом графіка (одразу після сонячного спалаху) називається фазою "початку". З наближенням викиду корональної маси він продовжує повільно зростати (фаза наростання). За кілька годин до фактичного прибуття коронального викиду відбувається новий різкий підйом, який вказує на те, що викид корональної маси незабаром відбудеться. Коли графік EPAM досягає піку, це означає, що викид корональної маси досяг супутника DSCOVR. Дані про сонячний вітер і міжпланетне магнітне поле тепер повинні чітко показати, що викид корональної маси відбувся. Після прибуття коронального викиду ви побачите, що рівень протонів повільно знизиться до нормальних значень... якщо, звісно, на шляху до Землі не буде іншого коронального викиду. На зображенні нижче показано приклад графіка EPAM, де ви можете чітко побачити різні фази. Зверніть увагу, що повільні і слабші викиди корональної маси іноді не штовхають перед собою ударну хвилю. Їх набагато важче або неможливо виділити на EPAM!

<< На попередню сторінку