Hvordan NASA sporede den mest intense solstorm i årtier

Maj 2024 har allerede vist sig at være en særdeles stormfuld måned for vores sol. I løbet af den første fulde uge af maj lancerede en spærreild af store soludbrud og koronale masseudstødninger (CME'er) skyer af ladede partikler og magnetiske felter mod Jorden, hvilket skabte den stærkeste solstorm, der nåede Jorden i to årtier - og muligvis en af ​​de stærkeste fremvisninger af nordlys registreret i de sidste 500 år.

"Vi vil studere denne begivenhed i årevis," sagde Teresa Nieves-Chinchilla, fungerende direktør for NASAs Moon to Mars (M2M) Space Weather Analysis Office. "Det vil hjælpe os med at teste grænserne for vores modeller og forståelse af solstorme."

De første tegn på solstormen startede sent den 7. maj med to kraftige soludbrud. Fra 7.-11. maj stormede flere kraftige soludbrud og mindst syv CME'er mod Jorden. Otte af flammerne i denne periode var den kraftigste type, kendt som X-klasse, med den stærkeste peaking med en rating på X5,8. (Siden da har det samme solområde udgivet mange flere store udbrud, inklusive et X8.7-udbrud – det kraftigste udbrud, der er set i denne solcyklus – den 14. maj.)

CME'erne rejste med hastigheder op til 3 millioner miles i timen og samlede sig i bølger, der nåede Jorden fra den 10. maj, hvilket skabte en langvarig geomagnetisk storm, der nåede en rating på G5 - det højeste niveau på den geomagnetiske stormskala, og en der er ikke set siden 2003.

"CME'erne ankom stort set alle på én gang, og betingelserne var helt rigtige til at skabe en virkelig historisk storm," sagde Elizabeth MacDonald, NASA heliophysics citizen science leder og rumforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Da stormen nåede Jorden, skabte den strålende nordlys set rundt om på kloden. Auroras var endda synlige på usædvanligt lave breddegrader, inklusive det sydlige USA og det nordlige Indien. De stærkeste nordlys blev set natten til den 10. maj, og de fortsatte med at oplyse nattehimlen gennem hele weekenden. Tusindvis af rapporter indsendt til Aurorasaurus borgervidenskabswebsted hjælper videnskabsmænd med at studere begivenheden for at lære mere om nordlys.

"Kameraer - selv standard mobiltelefonkameraer - er meget mere følsomme over for nordlysets farver, end de var tidligere," sagde MacDonald. "Ved at indsamle billeder fra hele verden har vi en enorm mulighed for at lære mere om nordlys gennem borgervidenskab."

Ved et mål for geomagnetisk stormstyrke, kaldet forstyrrelsesstormtidsindekset, som går tilbage til 1957, lignede denne storm historiske storme i 1958 og 2003. Og med rapporter om nordlys, der var synlige til så lavt som 26 grader magnetisk breddegrad, var denne nylige storm kan konkurrere med nogle af de laveste nordlysobservationer, der er registreret i løbet af de sidste fem århundreder, selvom videnskabsmænd stadig vurderer denne rangering.

"Det er lidt svært at måle storme over tid, fordi vores teknologi altid ændrer sig," sagde Delores Knipp, en forskningsprofessor i Smead Aerospace Engineering Science Department og en seniorforsker ved NCAR High Altitude Observatory i Boulder, Colorado. "Auroras synlighed er ikke det perfekte mål, men det giver os mulighed for at sammenligne gennem århundreder."

MacDonald opfordrer folk til at fortsætte med at indsende aurora-rapporter til Aurorasaurus.org og bemærker, at selv ikke-observationer er værdifulde for at hjælpe videnskabsmænd med at forstå omfanget af begivenheden.

Før stormen sendte National Oceanic and Atmospheric Administrations Space Weather Prediction Center, som er ansvarlig for at forudsige solstormpåvirkninger, meddelelser til operatører af elnet og kommercielle satellitter for at hjælpe dem med at afbøde potentielle påvirkninger.

Advarsler hjalp mange NASA-missioner med at klare stormen, hvor nogle rumfartøjer forebyggende slukkede for visse instrumenter eller systemer for at undgå problemer. NASA's ICESat-2 – som studerer polare iskapper – gik i sikker tilstand, sandsynligvis på grund af øget luftmodstand på grund af stormen.

Vi ser frem

Bedre data om, hvordan solbegivenheder påvirker Jordens øvre atmosfære, er afgørende for at forstå rumvejrets indvirkning på satellitter, bemandede missioner og jord- og rumbaseret infrastruktur. Til dato findes der kun få begrænsede direkte målinger i denne region. Men der kommer flere. Fremtidige missioner, såsom NASAs Geospace Dynamics Constellation (GDC) og Dynamical Neutral Atmosphere-Ionosphere Coupling (DYNAMIC), vil være i stand til at se og måle præcis, hvordan Jordens atmosfære reagerer på de energitilstrømninger, der opstår under solstorme som denne. Sådanne målinger vil også være værdifulde, da NASA sender astronauter til månen med Artemis-missionerne og senere til Mars.

Solregionen, der er ansvarlig for det seneste stormfulde vejr, vender nu om bagsiden af ​​solen, hvor dens påvirkninger ikke kan nå Jorden. Det betyder dog ikke, at stormen er forbi. NASA's Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO), der i øjeblikket er placeret omkring 12 grader foran Jorden i sin bane, vil fortsætte med at se det aktive område en ekstra dag, efter at det ikke længere er synligt fra Jorden.

"Den aktive region er lige begyndt at komme til syne af Mars," sagde Jamie Favors, direktør for NASA Space Weather Program ved NASAs hovedkvarter i Washington. "Vi er allerede begyndt at fange nogle data på Mars, så denne historie fortsætter kun."

Leveret af NASA