Wzrost aktywności Słońca. Czy jesteśmy gotowi na wielkie burze słoneczne?
Największa dotąd znana nam burza geomagnetyczna zdarzyła się ponad 150 lat temu. Obecnie wchodzimy w kolejny okres maksimum słonecznego.
To była pozornie zwykła noc wrześniowa 1859 roku, kiedy Richard Carrington i Richard Hodgson stali się świadkami niezwykłego wydarzenia. Brytyjscy astronomowie nie byli razem, ale obaj spoglądali na Słońce przez teleskopy dokładnie w momencie, gdy z naszej gwiazdy wystrzelił potężny ognisty wyrzut. W ciągu kilku dni na niemal całej Ziemi podziwiano kolorową zorzę polarną. Była widziana na niespotykanych dotąd szerokościach geograficznych, jak np. na Karaibach. Technologia stosowana na Ziemi w 1859 roku była stosunkowo prosta, ale mimo wszystko rozbłysk dokonał wielu szkód w liniach telegraficznych w Europie i Ameryce Północnej. Trzeba było na przykład odłączać przewody, aby powstrzymać strzelające z nich iskry.
Rozbłysk słoneczny stał się znany jako wydarzenie Carringtona, nazwane na cześć jednego z dwóch astronomów, którzy jako pierwsi go opisali. Pomimo tego, że wystąpiło ponad 150 lat temu, nadal jest najsilniejszą znaną burzą geomagnetyczną, chociaż nie potrafimy dokładnie określić jej wielkość. Od tego czasu Ziemia odczuła skutki kilku znaczących burz geomagnetycznych, z których wszystkie powodowały przerwy w dostawie prądu i uszkodzenia satelitów. W rezultacie firmy energetyczne i producenci satelitów zaczęli opracowywać systemy bezpieczeństwa chroniące urządzenia. Ale co by się stało, gdyby dzisiaj doszło to tak silnego rozbłysku słonecznego na poziomie wydarzenia Carringtona? Czy bylibyśmy na to gotowi?
Rozbłyski pojawiają się, gdy promieniowanie elektromagnetyczne wystrzela ze Słońca. Wybuchy często trwają kilka minut, choć zdarzają się dłuższe. Czasami są one związane z koronalnymi wyrzutami masy, które wydmuchują materiał gazowy i pola magnetyczne. Ale nie każdy rozbłysk słoneczny czy koronalny wyrzut masy ma wpływ na Ziemię; zależy to zarówno od wielkości wybuchu, jak i kierunku, w którym zmierza. Jeśli rozbłysk wystąpi po drugiej stronie Słońca, jest mało prawdopodobne, aby miał na nas wpływ. Nawet jeśli zdarzy się to po „naszej” stronie, kierunek rozbłysku często nas mija, ponieważ jesteśmy dość daleko i Ziemia stanowi stosunkowo mały cel. Tak się stało w 2001 roku, kiedy jeden z największych rozbłysków słonecznych w zarejestrowanej historii eksplodował koronalnym wyrzutem masy z prędkością około 7,2 miliona km na godzinę i wówczas nas ominął.
Oczywiście rozbłyski słoneczne były obserwowane już znacznie wcześniej. Burza słoneczna, której skutki były odczuwane na Ziemi, zdarzyła się w 993 roku i pozostawiła ślady w pniach drzew. Archeolodzy używają ich dziś do datowania starożytnych materiałów drzewnych występujących np. w osadach wikingów w Ameryce. Kolejny znaczący rozbłysk słoneczny zaobserwowano podczas I wojny światowej. Nie był tak znaczący jak wydarzenie Carringtona, ale spowodował szkody w wojskowym sprzęcie detekcyjnym. Technicy myśleli, że spadają bomby, a w rzeczywistości była to interferencja z rozbłyskiem uderzającym w magnetosferę.
W marcu 1989 roku w Ziemię uderzył duży koronalny wyrzut masy, a wynikająca z niego burza geomagnetyczna spowodowała poważne skutki w wielu krajach na Ziemi. Doszło do m.in. uszkodzenia sieci energetycznej w Quebecu i części Nowej Anglii, dostawa energii została wstrzymana na dziewięć godzin, a transformatory mocy topiły się z powodu przeciążenia energii elektrycznej w sieci. Wydarzenie z 1989 roku zwróciło uwagę planistów infrastruktury. Firmy energetyczne zaczęły wprowadzać w sieci elektrycznej środki bezpieczeństwa, aby powstrzymać awarie kaskadowe.
Burze geomagnetyczne mogą również spowodować przerzucanie bitów, ładowanie powierzchniowe lub wewnętrzne ładowanie satelitów krążących wokół naszej planety. Satelity są szczególnie narażone na takie zjawiska, ponieważ nie korzystają ze względnej ochrony naszej atmosfery. Większość satelitów wystrzelonych w ciągu ostatnich dwóch dekad została zbudowana na tyle solidnie, że są odporne na przeładowania. Przeskoki bitów występują, gdy zjonizowane cząstki z rozbłysków słonecznych przełączają funkcję bitów pamięci. Może to spowodować duże problemy dla satelitów GPS, co jest wyjątkowo niebezpieczne, gdyż tego typu satelity zarządzają niemal wszystkim – od nawigacji po bankowość.
Nie wszystkie skutki dużego rozbłysku słonecznego są negatywne. Kiedy dochodzi do takiego zdarzenia, zagęszcza się górna warstwa atmosfery Ziemi, w efekcie czego na krótko się ona podnosi. Z jednej strony może to wpłynąć na orbity satelitów, potencjalnie powodując problemy, ale z drugiej strony może również wpłynąć na orbity kosmicznych śmieci. Mogą przez to wpaść w atmosferę i spłonąć.
Obecnie wchodzimy w okres maksimum aktywności słonecznej, który obserwujemy mniej więcej co 11 lat. Należy zatem sądzić, że wkrótce będziemy mogli zaobserwować wiele zórz na nocnym niebie i być może nie tylko na wysokich szerokościach geograficznych.
Opracowano na podstawie:
Are we ready for the next big solar storm?
