For et år siden i dag samledes repræsentanter fra NASA og omkring 30 andre amerikanske regeringsorganer til et specielt møde for at simulere og tackle en trussel, der truer i rummet. Truslen var ikke en asteroide eller udlændinge, men vores helt egen livgivende sol.
Det indledende rumvejrsbordpladsøvelse skulle være en træningsbegivenhed, hvor eksperter kunne arbejde gennem realtidsafgrænsninger af en geomagnetisk storm, en global forstyrrelse af Jordens magnetfelt. Drevet af soludbrud kan geomagnetiske storme decimere satellitter, overbelastning af elektriske gitter og udsætte astronauter for farlig stråling. At minimere virkningerne af sådanne storme kræver tæt koordinering, og dette møde var deres chance for at øve.
Derefter blev deres simulering til virkelighed.
“Planen var at køre gennem et hypotetisk scenarie og finde, hvor vores eksisterende processer arbejdede, og hvor de havde brug for forbedringer,” sagde Jamie Favors, direktør for NASAs Space Weather Program i NASA -hovedkvarteret i Washington. “Men så blev vores hypotetiske scenarie afbrudt af et meget rigtigt.”
Den 10. maj 2024 ramte den første G5 eller “alvorlige” geomagnetiske storm på over to årtier Jorden. Begivenheden, der hedder Gannon Storm til minde om den førende rumvejrfysiker Jennifer Gannon, forårsagede ikke nogen katastrofale skader. Men et år på hjælper nøgleindsigt fra Gannon Storm os med at forstå og forberede os på fremtidige geomagnetiske storme.
Storm konsekvenser
Gannon Storm havde effekter på og fra vores planet.
På jorden overophedes nogle højspændingslinjer, transformatorer, og GPS-guidede traktorer vendte off-banen i Midwestern USA, hvilket yderligere forstyrrede plantning, der allerede var blevet forsinket af kraftige regn den forår.
“Ikke alle gårde blev påvirket, men dem, der i gennemsnit var tabt omkring $ 17.000 pr. Gård,” sagde Terry Griffin, professor i landbrugsøkonomi ved Kansas State University. “Det er ikke katastrofalt, men de vil savne det.”
I luften tvang truslen om eksponering for højere stråling såvel som kommunikations- og navigationstab, transatlantiske flyvninger til at ændre kurs.
Under stormen kaldte Jordens øvre atmosfæriske lag den termosfære opvarmet til usædvanligt høje temperaturer. I en højde på 100 mil topper temperaturen typisk ved 1.200 grader Fahrenheit, men under stormen overgik den 2.100 grader Fahrenheit. NASAs guld (global skala observationer af lem- og disk) -missionen observerede atmosfæren, der udvidede sig fra varmen for at skabe en stærk vind, der loftede tunge nitrogenpartikler højere.
I kredsløb øgede den udvidede atmosfære træk på tusinder af satellitter. NASAs ICESAT-2 mistede højden og gik ind i sikker tilstand, mens NASAs Colorado Inner Radiation Belt Experiment (CIRBE) CubeSat deorberede for tidligt fem måneder efter stormen. Andre, såsom Det Europæiske Space Agency’s Sentinel -mission, krævede mere magt til at bevare deres kredsløb og udføre manøvrer for at undgå kollisioner med rumfald.
Stormen ændrede også dramatisk strukturen af et atmosfærisk lag kaldet ionosfæren. En tæt zone af ionosfæren, der normalt dækker ækvator om natten, dyppede mod sydpolen i en kontrolform, hvilket forårsager et midlertidigt hul nær ækvator.
Gannon -stormen rystede også Jordens magnetosfære, den magnetiske boble, der omgiver planeten. Data fra NASA-missioner MMS (magnetosfærisk multiscale) og Themis-Artemis-kort til tidshistorie med begivenheder og makroskala-interaktioner-acceleration, genforbindelse, turbulens og elektrodynamik i månens interaktion med solen-krøllet, krøllede bølger af partikler og rullede magnetiske felter langs kanten af CMES. Disse bølger var perfekt dimensioneret til periodisk at dumpe ekstra magnetisk energi og masse i magnetosfæren ved påvirkning, hvilket skabte den største elektriske strøm, der blev set i magnetosfæren i 20 år.
Indkommende energi og partikler fra solen skabte også to nye midlertidige bælter af energiske partikler i magnetosfæren. Opdaget af Cirbe dannede disse bælter mellem Van Allen -strålingsbælterne, der permanent omgiver Jorden. Bæltets opdagelse er vigtig for rumfartøjer og astronauter, der kan imperileres af højenergi-elektroner og protoner i bælterne.
Usædvanlige Auroras
Stormen antændte også Auroras over hele kloden, inklusive steder, hvor disse himmellys -shows er sjældne. NASAs Aurorasaurus -projekt blev oversvømmet med mere end 6.000 observatørrapporter fra over 55 lande og alle syv kontinenter.
Fotografer hjalp forskere med at forstå, hvorfor Auroras, der blev observeret i hele Japan, var magenta snarere end den typiske røde. Forskere studerede hundreder af fotos og fandt, at Auroras var overraskende høje – omkring 600 miles over jorden (200 miles højere end røde auroras vises typisk).
I et papir, der er offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapportersiger forskerteamet, at den særegne farve sandsynligvis skyldtes en blanding af rød og blå auroras, produceret af ilt og nitrogenmolekyler, der er loftet højere end normalt, da Gannon -stormen opvarmede og udvidede den øverste atmosfære.
“Det har typisk brug for nogle særlige omstændigheder, som vi så i maj sidste år,” sagde medforfatter Josh Pettit fra NASAs Goddard Space Flight Center om Japans Magenta Auroras. “En meget unik begivenhed.”
Andre verdensomspændende effekter
Virkningerne af solens forstærkede solaktivitet sluttede ikke ved Jorden. Solar Active Region, der udløste Gannon -stormen, roterede til sidst væk fra vores planet og omdirigerede dens udbrud mod Mars.
Da energiske partikler fra solen ramte Martian -atmosfæren, så NASAs Maven (Mars -atmosfære og flygtig evolution) Orbiter Auroras opsøge den røde planet fra 14. til 20. maj.
Solpartikler overvældede stjernekameraet på NASAs 2001 Mars Odyssey Orbiter (som bruger stjerner til at orientere rumfartøjet), hvilket får kameraet til at skære ud i næsten en time.
På Martian -overfladen blev billeder fra navigationskameraerne på NASAs Curiosity Rover fregnet med “Snow” – streaks og pletter forårsaget af ladede partikler. I mellemtiden registrerede Curiosity’s strålingsvurderingsdetektor den største strålingsbølge, siden roveren landede i 2012. Hvis astronauter havde været der, ville de have modtaget en stråledosis på 8.100 mikrograys-ækvivalent til 30 bryst-røntgenbilleder.
Endnu mere der kommer
Gannon-stormen spredte Auroras til usædvanligt lave breddegrader og er blevet kaldt den bedst dokumenterede geomagnetiske storm i historien. Et år efter er vi lige begyndt at afsløre dens historie. Data fanget under denne historiske begivenhed vil blive analyseret i de kommende år, hvilket afslører nye lektioner om arten af geomagnetiske storme og hvordan man bedst forvitrer dem.