Napovedovanje vesoljskega vremena: raziskovalci sledijo sončnemu vetru od sonca do okolja blizu Zemlje 

Raziskovalci so prvič sledili evoluciji sončnega vetra od njegovega nastanka na Soncu do njegovega vpliva na vesoljsko okolje blizu Zemlje in tudi pokazali, kako je vesoljski vremenski dogodek mogoče napovedati 2 do 2.5 dni vnaprej. Študija je nova pri povezovanju širjenja sončnega vetra in njegovega vpliva na okolje blizu Zemlje z različnih izhodiščnih točk v vesolju. To dokazuje, da bi lahko satelite, postavljene na pravo mesto v vesolju, uporabili za spremljanje širjenja sončnih vetrov proti zemlji, kar lahko znatno izboljša napovedovanje vesoljskega vremena. Poleg tega je namen načrtovane »misije Vigil« Evropske vesoljske agencije (ESA) spremljati sončne vetrove, da bi vnaprej opozorili na prihajajoče sončne nevihte iz pete Lagrangeove točke (L5) na najbližji razdalji 150 milijonov km od Sonca. . Trenutno je v razvojni fazi in bo zagotavljal tok podatkov skoraj v realnem času za vesoljske vremenske storitve po lansiranju leta 2031.    

Napovedovanje vremena (tj. kakšna bo hitrost vetra, padavine, temperatura, sonce itd.) na določenem kraju je za nas pomembno zaradi več razlogov, ki se nanašajo na naše vsakodnevno življenje, vključno s kmetijstvom, prometom, prostim časom in zabavo itd. Natančno napovedovanje vremena pomaga gospodarstvu in naredi naše življenje enostavno in udobno, kar pa je še pomembneje, daje nam čas, da mobiliziramo vire za sprejetje potrebnih preventivnih ukrepov za zaščito pred škodo za življenja in lastnino zaradi neugodnih vremenskih dogodkov, kot so poplave, cikloni, vročinski valovi, močne padavine itd.  

Vreme na Zemlji vpliva na nas, prav tako "vreme v vesolju". Ker je naš domači planet Zemlja del zvezdnega sistema povprečne zvezde, imenovane Sonce (ki je posledično majhen del izjemno nepomembne galaksije v vesolju, imenovane Rimska cesta), na naše življenje in civilizacijo na Zemlji vplivajo razmere v vesolju predvsem vremenska dogajanja v naši soseščini v sončnem sistemu. Vsaka neugodna drastična sprememba vremena v vesolju predstavlja grožnjo biološkim oblikam življenja ter električni in elektronski tehnološko infrastrukturi na Zemlji in v vesolju. Elektronika in računalniški sistemi, elektroenergetska omrežja, naftovodi in plinovodi, telekomunikacije, radijske komunikacije, vključno z omrežji mobilne telefonije, GPS, vesoljske misije in programi, satelitske komunikacije, internet itd. – vse to lahko povzročijo motnje in zaustavitev zaradi resnih motenj. v vesoljskem vremenu. Astronavti in vesoljske naprave, kot so vesoljska plovila, so še posebej ogroženi. V preteklosti je bilo več primerov tega, npr. 'Quebec Blackout' v Kanadi marca 1989, ki ga je povzročil močan sončni izbruh, je močno poškodoval električno omrežje. Tudi nekateri sateliti so bili poškodovani. Zato je nujen sistem za napovedovanje vesoljskega vremena, tako kot imamo sisteme za napovedovanje vremena na Zemlji.  

Za začetek, glavni akter pojava vremena na Zemlji so tokovi "vetra", ki ga sestavljajo molekule plinov v Zemljinem ozračju. V primeru vremena v vesolju je to »sončni veter«, ki ga sestavljajo tokovi visokoenergijskih ioniziranih delcev, kot so elektroni, alfa delci itd. (npr. plazma), ki izhajajo iz pregrete koronalne plasti Sončeve atmosfere v vse smeri v heliosferi, vključno proti zemlja.   

Napovedovanje vesoljskega vremena torej vključuje napovedovanje razmer sončnega vetra na podlagi trenutnega razumevanja njegovega nastanka, jakosti in gibanja v vesolju. Vemo, da so nenadni izbruhi mase iz koronalne plasti Sonca (tj. koronalni izbruhi mase ali CME) povezani z intenzivnimi pogoji sončnega vetra ali sončnimi nevihtami. Torej lahko opazovanje CME ali fotosferskih magnetnih polj poda idejo o oviranju nevihte s sončnim vetrom, vendar bi reden sistem za napovedovanje vesoljskega vremena zahteval kombinacijo modela z opazovanji sončnega vetra, da bi našli oceno realnosti (tj. asimilacijo podatkov). To pa bi zahtevalo redno sledenje evoluciji sončnega vetra od njegovega nastanka na Soncu do njegovega vpliva na vesoljsko okolje blizu Zemlje.  

Kot so poročali 09. septembra 2024, so raziskovalci iz VSSC, ISRO, prvič sledili razvoju sončnega vetra od njegovega nastanka na Soncu do njegovega vpliva na vesoljsko okolje blizu Zemlje. Z uporabo podatkov iz radijskih signalov TTC (Telemetry, Tracking and Command) iz ISRO-jeve misije Mars Orbiter (MOM) iz leta 2015 in omrežja InSWIM (Indijska mreža za spremljanje vpliva vesoljskega vremena) so preslikali izvor, pospešek in širjenje visoke hitrosti tokove sončnega vetra (HSS) in opazovali njihov vpliv na Zemljino ionosfero na nizki zemljepisni širini. so pokazali, kako je vesoljski vremenski dogodek mogoče napovedati 2 do 2.5 dni vnaprej. Študija je nova pri povezovanju širjenja sončnega vetra in njegovega vpliva na okolje blizu Zemlje z različnih izhodiščnih točk v vesolju. To dokazuje, da bi lahko satelite, postavljene na pravo mesto v vesolju, uporabili za spremljanje širjenja sončnih vetrov proti zemlji, kar lahko precej izboljša napovedovanje vesoljskega vremena.  

Načrtovana "misija Vigil" Evropske vesoljske agencije (ESA) je prav tako namenjena opazovanju sončnih vetrov, da bi vnaprej opozorila o prihajajočih sončnih nevihtah iz pete Lagrangeove točke (L5) na najbližji razdalji 150 milijonov km od Sonca. Trenutno je v razvojni fazi in bo po izstrelitvi leta 2031 zagotavljal podatkovni tok skoraj v realnem času za vesoljske vremenske storitve.  

*** 

Reference:  

1. Jain RN, sod 2024. Vpliv toka sončnega vetra visoke hitrosti na ionosferski sistem nizke zemljepisne širine – študija, ki združuje indijska opazovanja MOM in InSWIM. Mesečna obvestila Kraljevega astronomskega društva, stae2091. Objavljeno: 09. september 2024. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae2091  

2. Turner H., 2024. Izboljšave napovedi iz asimilacije podatkov o sončnem vetru. doktorsko delo. Univerza v Readingu. 21. maj 2024. DOI: https://doi.org/10.48683/1926.00116526  Na voljo na  https://centaur.reading.ac.uk/116526/1/Turner_thesis.pdf  

3. ESA. Vesoljska varnost – misija Vigil. Na voljo na https://www.esa.int/Space_Safety/Vigil  

4. Eastwood JP, 2024. Magnetometer Vigil za operativne vesoljske vremenske storitve s točke L5 Sonce-Zemlja. Vesoljsko vreme. Prvič objavljeno: 05. junija 2024. DOI: https://doi.org/10.1029/2024SW003867  

*** 

Sorodni članki 

• Mars Orbiter Mission (MOM) ISRO: Nov vpogled v napovedovanje sončne aktivnosti (15 januar 2022) 

• Vesoljsko vreme, motnje sončnega vetra in radijski izbruhi (11 februar 2021)  

• Oblike Aurore: »Polarni dež Aurora« prvič zaznan s tal (27 junij 2024) 

• Opaženih več koronalnih izbruhov (CME) s Sonca (11 maj 2024)  

• Vesoljsko plovilo sončnega observatorija, Aditya-L1, vstavljeno v Halo-Orbit (7 januar 2024) 

***