SMOS og Swarm slår sig sammen for at få øje på en kæmpe solstorm
Solen brød ud i weekenden, slyngede elektromagnetisk stråling mod Jorden, og oplyste endda himmel med spektakulære nordlys. For første gang sporede ESA's usandsynlige rumvejrduo af SMOS og Swarm den alvorlige solstorm – som fordrejede Jordens magnetfelt.
Rumvejr – elektromagnetisk stråling og partikler udsendt af solen i form af soludbrud og koronale masseudstødninger (CME'er) – kan både blænde og ødelægge. Det kan forårsage ærefrygtindgydende nordlys, men kan også fjerne satellitter, kommunikation og endda strømnet.
Tidligt lørdag den 23. marts 2024 udløste solen et kraftigt X1.1 soludbrud, den kraftigste mulige type, fra et særligt aktivt område, der peger direkte mod Jorden.
Nyheden om en tilhørende koronal masseudstødning (CME), der er på vej lige mod os, sætter både nordlys-jagere og rumvejrforskere i høj beredskab.
For Swarm-forskere, der overvåger Jordens magnetfelt, var det den perfekte chance for at bruge tre-satellitkonstellationens nye næsten-realtidsdata til god brug.
Hver Swarm-satellit bærer et magnetometer til at måle styrken af Jordens magnetfelt. Dette magnetfelt ændrer sig konstant og reagerer særligt stærkt på rumvejrhændelser.
CME ankom langt hurtigere end forventet, hvilket forårsagede en geomagnetisk storm, der nåede alvorlige niveauer om eftermiddagen søndag den 24. marts.
Da dataene hurtigt blev tilgængelige, var Swarm Alpha den første af de satellitter, der kredsede lavt om jorden, til at måle ændringer i Jordens magnetfelt, som rapporteret af Eelco Doornbos fra Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI).
Swarm Bravo gav snart et andet perspektiv og viste store ændringer i Jordens magnetfelt, som nåede lavere breddegrader under sit højdepunkt.
Mens stormen var relativt kortvarig, var forstyrrelsen af Jordens magnetfelt utrolig stærk, og påvirkningerne analyseres stadig.
Ifølge ESA's Space Weather-kontor har den aktive region af solen, der er ansvarlig for, frigivet yderligere M-klasse-blus, ikke helt så kraftige, lige siden – og der er 40 % chance for en yderligere X-klasse-blus i de kommende dage.
SMOS blusser op
Overraskende nok var ESA's Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS)-satellit blandt de første i rækken til at fange solradioen i forbindelse med soludbruddet.
Hovedinstrumentet i SMOS er et interferometer radiometer kendt som Miras, som normalt registrerer "L-bånd" radiobølger udsendt fra Jorden. Dette giver os mulighed for at måle geofysiske parametre som jordfugtighed, saltholdighed i havoverfladen og havisens tykkelse.
På grund af sin position i kredsløb har SMOS's antenne imidlertid også solen i sit synsfelt – og soludbrud udsender også radiobølger.
Til jordobservation fjernes disse signaler som støj. Men rumvejrsforskere havde andre ideer. Med næsten 24-timers overvågning af solen i næsten realtid kan SMOS registrere effekter af soludbrud på det globale navigationssatellitsystem (GNSS) samt flyradar og L-båndskommunikation.
Det er meget nyttigt at have denne nær-realtidsinformation. Efter et særligt kraftigt soludbrud i december 2023 mistede en række satellitter GPS-kontakten med jordstationer i Sydamerika. SMOS var i stand til at indsnævre årsagen ved at forbinde den med solarrangementet.
"Efter 14 år har SMOS stadig mange flere tricks i ærmet," siger Klaus Scipal, SMOS Mission Manager. "Dens alsidighed, ligesom alle Earth Explorers, er enormt imponerende, og dens fortsatte potentiale for rumvejrovervågning er meget spændende."
Sværmer varmt på ledningen
Når en CME rammer Jordens magnetosfære, kan vi se effekterne som nordlys, der lyser polarhimlen op. Swarm-satellitterne registrerer i mellemtiden fordrejningen af Jordens magnetfelt. Vi har tendens til at se et meget stærkere magnetfelt højt over polerne og en betydelig svækkelse ved ækvator.
Mens soludbruddet den 23. marts – og den tilhørende solstorm den 24. marts – var en stærk en, er det ikke altid sådan, at der vil være en stor geomagnetisk storm på Jorden.
Ikke alle store soludbrud er forbundet med en betydelig CME, ikke alle CME vil ramme Jorden direkte, og selv når de gør det, varierer virkningerne.
Hvad Swarm-satellitterne registrerer afhænger af mange faktorer, såsom energi, solens magnetfelts orientering, og hvor mange ladede partikler der kommer ind i Jordens atmosfære over polerne.
Det er noget, vi stadig har meget at lære om – og hvorfor denne nye rumvejrduo er praktisk for forskere, der arbejder på at forstå, hvad der foregår mellem solen og Jorden.
"Det er dejligt, at vi nu – i næsten realtid – kan se den sammenlagte information fra SMOS og Swarm," siger Swarm Mission Manager Anja Strømme. "Det er spændende, især under den mest aktive del af solcyklussen, at se, hvad vi kan opdage takket være disse komplementære observationer."
Earth Explorers viser deres alsidighed
SMOS- og Swarm-missionerne er en del af ESA's Earth Explorer-familie. Disse satellitter er flyvende laboratorier, der afprøver banebrydende nye jordobservationsteknologier.
Begge missioner har varet langt ud over deres oprindelige opgave, og data fortsætter med at vise sig at være en integreret del af dagligdagen. SMOS-data bruges for eksempel i orkanprognoser, mens Swarm-data hjælper din smartphone med at lokalisere nord.
Dette seneste fremskridt markerer endnu en imponerende og rettidig tilføjelse til porteføljen af begge missioner.
Solen, som går gennem toppe og lavpunkter af aktivitet, stiger i øjeblikket til sit 'solmaksimum' i 2025. Det betyder, at vi sandsynligvis vil se stærkere soludbrud og mere regelmæssige anfald af rumvejr i de kommende måneder.
Med SMOS, der direkte registrerer, hvad der sker på solen, giver forhåndsadvarsel om GNSS-afbrydelse, og Swarm, der leverer supplerende data om, hvad der sker tættere på hjemmet, har vi et unikt nyt perspektiv på virkningen af rumvejr på Jorden.
"Rumvejr kan meget vel stamme uden for vores planet, men udfald af navigation og strøm viser, at det kan have potentielt farlige virkninger her på Jorden," siger ESA's direktør for jordobservationsprogrammer, Simonetta Cheli.
"Det er derfor spændende at se to af vores Earth Explorer-missioner kombineres for at overvåge solbegivenheder og for bedre at forstå, hvordan de påvirker vores planet. Det demonstrerer endnu en gang alsidigheden og fortræffeligheden af Europas jordobservationsprogrammer."
Vær på vagt
Overvågning af rumvejr er en nøgleaktivitet i ESA's Space Safety Program, som snart skal understøttes af ESA's Vigil-mission.
Vigil, som skal lanceres i 2031, vil overvåge solens side og spotte områder med potentielt farlig solaktivitet, før de roterer til Jorden.
Vigil leverer de første 24/7 operationelle data fra det dybe rum af ESA, hvilket øger forhåndsvarslingen om vigtige rumvejreffekter fra 12-18 timer op til fire til fem dage i forvejen. Det vil give os mulighed for at være meget mere forberedt på farlige solbegivenheder, herunder potentielt ødelæggende geomagnetiske storme.
Det vil også give os meget mere information om, hvad der kan være på vej.
Vi skal muligvis vente et stykke tid, før resultaterne kommer. Da Vigil indtager en position 150 millioner km bag Jorden, vil det tage 26 måneder efter opsendelsen, før der begynder at komme data ind.
Men når det sker, vil vi sammen med informationen fra Swarm og SMOS være bedre rustet end nogensinde til at forstå rumvejrets virkninger på Jordens system.
Leveret af European Space Agency
Sidste artikelJapan forsøger at genoplive månelanderen efter anden månenat
Næste artikelDe mindste stjerneskælv nogensinde fundet
Varme artikler
-
Sorte huller er ikke helt sorte, og andre indsigter fra Stephen Hawkings banebrydende arbejdeKredit:NASA Goddard, CC BY Matematisk fysiker og kosmolog Stephen Hawking var bedst kendt for sit arbejde med at udforske forholdet mellem sorte huller og kvantefysik. Et sort hul er en rest af en -
NASAs biologieksperimenter er rumstationsbundneIndvendigt billede af en inkubatorkassette fra Biokultursystemet. Kredit:NASA/Ames Research Center/Dominic Hart Flere biovidenskabelige eksperimenter udviklet på NASAs Ames Research Center, i Cali -
Billede:Skumforgrovningseksperimentet ombord på ISSKredit:Airbus–Arne Piontek Et andet væskeeksperiment slutter sig til langvarig forskning i skumstabilitet på den internationale rumstation. Skum-grovningseksperimentet, udviklet af Airbus for ESA, -
Søger efter det skjulte signal fra universets begyndelseKredit:NASA/ESA/HUBBLE Astronomer er på jagt efter et mystisk signal, der kunne kortlægge det tidlige univers. Astronomer er på jagt efter et mystisk signal. Dette signal kunne kortlægge universe