Trudno byłoby nam zliczyć sytuacje, w których silne rozbłyski uwalniające wyrzuty koronalne zachodzą na krawędzi tarczy słonecznej wyzwalając erupcje w całkowicie niekorzystnym kierunku. Jeszcze trudniej byłoby nam uwierzyć, że pewnego dnia - jakby w nieoczekiwanym geście rekompensaty - Słońce uwolni nie jeden, lecz serię sześciu koronalnych wyrzutów masy bezpośrednio w stronę Ziemi i zrobi to nie przy okazji jakichś słabych, pomijalnych zjawisk, ale energetycznych rozbłysków w grupie plam znajdującej się na wprost naszej planety. Po najsłabszym od stulecia 24. cyklu słonecznym z lat 2008-2019, 10 maja 2024 roku znaleźliśmy się w sytuacji, których nie powstydziłyby się najbardziej intensywne cykle z przeszłości. Już nie Polska, Słowacja czy Włochy, ale Floryda, Namibia i Portoryko znalazły się w strefie widoczności zórz polarnych, które docierając do strefy zwrotnikowej spowiły swoim zasięgiem niemalże cały glob ziemski oznajmiając nadejście burzy magnetycznej, jaka niezliczonych amatorów nocnego nieba i zwykłych ludzi przyprawiła o wizualny zawrót głowy na największą od 23. cyklu słonecznego skalę.
Ekstremalna burza magnetyczna kategorii G5 (10-12.05.24)
Historia pierwszej od niemal 19 lat burzy magnetycznej kategorii G5 rozpoczęła się 8 maja. O godz. 05:09 UTC wytworzył on swój pierwszy rozbłysk najwyższej energii - dokładnie X1.0, który miał długotrwały charakter, a przez to stał się zjawiskiem eruptywnym. Rozbłyskowi towarzyszył piękny koronalny wyrzut masy typu full-halo (CME#1) o asymetrycznej strukturze, który dzięki centralnej pozycji regionu AR3664 został skierowany bezpośrednio ku Ziemi. Jeszcze tego samego dnia obszar 3664 wytworzył następny silny rozbłysk, tym razem z maksimum M8.6 o godz. 12:04 UTC, który ponownie był powiązany z uwolnieniem wyrzutu koronalnego. CME#2 okazał się tak jak poprzednia erupcja wyrzutem o strukturze full-halo skierowanym wprost ku naszej planecie.
W trakcie rosnącej aktywności regionu AR3664 tego samego dnia doszło do erupcji jednego z filamentów wówczas znajdujących się nieco na wschód od centrum traczy. CME#3 w efekcie tej erupcji był znacznie węższym wyrzutem o dominująco wschodnim ukierunkowaniu, jednak był tu prawdopodobny napływ bocznej (zachodniej) flanki, co modele propagacji wiatru słonecznego również uwzględniły.
Zanim 8 maja dobiegł końca, region 3664 wytworzył swój drugi rozbłysk klasy X1.0 (a trzeci tego dnia licząc jeszcze wcześniejszy X1.0 z innej grupy, AR3663) z maksimum o godz. 21:40 UTC. Zjawisko było długotrwałe, posiadało podwójne maksimum (drugi szczyt tylko nieznacznie słabszy - M9.7) i w konsekwencji uwolniło następny koronalny wyrzut masy o strukturze full-halo bezpośrednio ku Ziemi. Był to czwarty CME wyrzucony tego dnia, trzeci o pełnej rozpiętości 360 stopni wokół tarczy słonecznej i zarazem trzeci, którego uderzenie w Ziemię było przesądzone z uwagi właśnie na największą rozpiętość kątową erupcji. CME#4 okazał się jednocześnie najgęstszym i największym z dotychczas wymienionych, a jego uwolnienie nastąpiło 15 godzin po pierwszym wyrzucie.
Mozaika aktywności regionu aktywnego AR3664, która doprowadziła do ekstremalnej burzy magnetycznej kategorii G5. Uwzględniono tylko część aktywności regionu, bez późniejszych rozbłysków jak i tych o niższej energii w dniach 8-11 maja, którym nie towarzyszyły wyrzuty koronalne; pominięty został także CME o jedynie częściowym skierowaniu ku Ziemi po erupcji filamentu z godzin popołudniowych 8 maja nieco na wschód od centrum tarczy. Siódmy uwzględniony w kolażu rozbłysk klasy X5.8 mimo, że wygenerował CME typu full-halo, skierował ku Ziemi tylko boczną flankę z uwagi na przesunięcie regionu 3664 bliżej zachodniej krawędzi. 6 wyrzutów koronalnych po wcześniejszych rozbłyskach - kolejno od X1.0 do X3.9 posiadało również strukturę full-halo, ale dzięki bliższej centralnemu południkowi pozycji regionu 3664 wszystkie tych 6 wyrzutów miało bezpośrednie skierowanie ku Ziemi. Docieranie ostatnich z nich do naszej planety nie wywoływało już wyraźniejszych skoków parametrów wiatru słonecznego z uwagi na zastane już wzmożone warunki w otoczeniu Ziemi. Oprac. własne, materiały SDO, STEREO-A, SOHO. Większy rozmiar mozaiki (otwierany w nowej karcie). Dostępna też wersja 1920x1080 (FHD) dla zainteresowanych.
Nazajutrz o poranku 9 maja, obszar aktywny 3664 wciąż nieodległy od centralnego południka na Słońcu kontynuował swoją wysoką aktywność. O godz. 09:13 UTC wygenerował rozbłysk klasy X2.2, któremu towarzyszył jeszcze potężniejszy wyrzut koronalny (CME#5) - ponownie o strukturze full-halo, o średniej prędkości 932 km/sek., co uczyniło z niego kandydata, który dogoni poprzednie wyrzuty i przyniesie skumulowane uderzenie w Ziemię w postaci tzw. CME-kanibala: sytuacji, w której później uwalniany wyrzut dzięki swojej prędkości łączy się z wyrzutami uwolnionymi wcześniej, co prowadzi do skumulowania wszystkich porcji wyrzuconej plazmy w jedno wielkie zjawisko uderzające w Ziemię w ramach jednorazowego impaktu.
Później, wciąż 9 maja, o godz. 17:44 UTC region 3664 wytworzył silny rozbłysk klasy X1.1, połączony z wyrzutem koronalnym (CME#6) - raz jeszcze o strukturze full-halo i skierowaniu bezpośrednio ku Ziemi. W tym momencie byliśmy w sytuacji, w której na przestrzeni niespełna 36 godzin w Ziemię zostało uwolnionych 5 koronalnych wyrzutów masy w energetycznych rozbłyskach o największej rozpiętości kątowej jaka może zaistnieć plus jednym CME (#3), który miał posiadać skierowanie częściowe (po erupcji filamentu) - i wciąż nie był to koniec atrakcji.
10 maja o godz. 06:54 UTC region 3664 poprawił swój rekord i popisał się rozbłyskiem klasy X3.9 ponownie połączonym z wyrzutem koronalnym o strukturze full-halo. CME#7 było szóstym i ostatnim wyrzutem o takiej strukturze na zdjęciach z koronografów LASCO i COR2A patrzących na Słońce z naszej perspektywy, choć już w jego wypadku były widoczne efekty ruchu obrotowego Słońca i przejścia obszaru 3664 bliżej zachodniej krawędzi tarczy - wyrzut utworzył wprawdzie jeszcze pełną otoczkę wokół Słońca na zobrazowaniach koronograficznych dając gwarancję uderzenia w Ziemię, jednak była to sytuacja, w której kończył się już czas dobrego zwrócenia regionu 3664 ku naszej planecie, a otwierał okres, gdy ewentualne erupcje mogły mieć skierowanie ku Ziemi jedynie słabszą boczną flanką. Taka też była sytuacja z CME uwolnionym w kolejnym, jeszcze silniejszym rozbłysku klasy X5.8 z 11 maja o godz. 01:23 UTC - znaczna większość materii została skierowana już na zachód względem linii Słońce-Ziemia, nam był zaś pisany jedynie słabszy fragment skrajnej wschodniej flanki wyrzutu.
Obszar aktywny AR3664 w okresie geoefektywnej aktywności rozbłyskowej od 8 do 11.05.2024 r. w ujęciu na tle całej tarczy i w powiększeniu. Przez wszystkie dni jego wysokiej aktywności posiadał on najbardziej niestabilny typ pola magnetycznego beta-gamma-delta, z kolei pod względem budowy plam według klasyfikacji McIntosh'a był grupą klasy FKC - typowym przykładem grupy dwubiegunowej rozciągającej się na ponad 15 stopniach długości heliograficznej, ze skrajnymi plamami posiadającymi półcień, dużym półcieniem wewnątrz grupy o średnicy ponad 2,5 stopnia w kierunku równoleżnikowym, ze zwartym kompleksem dobrze rozbudowanych plam pomiędzy plamą prowadzącą (wiodącą) i postępującą (domykającą grupę). Tego typu regiony to najbardziej wybuchowe grupy, choć aktywność AR3664 robi wrażenie nie tylko jak na obecny cykl, ale w ogóle całość prowadzonych obserwacji. Odkąd GOES rejestruje aktywność słoneczną od 1976 roku, istniały tylko 3 grupy plam mogące poszczycić się wyższą produkcją rozbłysków: AR3664 wskakuje na wysokie 4. miejsce spośród wszystkich najaktywniejszych plam od 48 lat. Niekwestionowanym liderem pozostaje AR5395 z 22. cyklu słonecznego, który w marcu 1989 roku wygenerował 66 rozbłysków klasy M i 14 rozbłysków klasy X. 2. i 3. miejsce przynależy innym regionom jeszcze wcześniejszego 21. cyklu, a zaraz po nich mamy naszą bohaterkę maja 2024 roku - tylko w tydzień region 3664 wyprodukował 12 rozbłysków klasy X wyrabiając niemal 100% wyniku za cały rok 2023 (13), a do tego 59 rozbłysków klasy M. Do przejęcia pozycji lidera zabrakło więc tylko 3 rozbłysków klasy X i 8 rozbłysków klasy M. Podobną budowę beta-gamma-delta i klasę FKC posiadał obszar aktywny AR486 z 23. cyklu słonecznego, który był sprawcą burz magnetycznych kategorii G5 końca października 2003 roku. AR3664 w maksimum rozwoju na przełomie pierwszej i drugiej dekady maja 2024 roku osiągnął rozmiar 2400 MH (14-krotnie szerszy od średnicy Ziemi), co czyni go największą dotychczasową grupą plam 25. cyklu słonecznego oraz 4. pod względem gabarytów od czasu 23. cyklu. Credit: SDO
Podsumowując, po nieco ponad 48 godzinach od pierwszego wymierzonego w Ziemię rozbłysku z CME staliśmy w sytuacji będącej zrealizowaniem najskrytszych marzeń każdego miłośnika zórz polarnych. Do Ziemi podążało 7 wyrzutów koronalnych uwolnionych w odstępie jedynie kilku godzin, w tym 6 bezpośrednio ku Ziemi o strukturze full-halo będących efektem silnych rozbłysków w grupie plam bliskiej centralnemu położeniu na tarczy: sytuacja, jaka nawet w intensywnych cyklach słonecznych nie należy do częstych.
W konsekwencji tego nadciągającego zmasowanego bombardowania wyrzutami koronalnymi, agencja SWPC zaostrzyła oczekiwania i po raz pierwszy od 2005 roku wystosowała prognozę ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4 jako mogącej zaistnieć w efekcie spodziewanego napływu takiej ilości CME uwolnionych w tak niewielkiej różnicy czasu między pierwszą a ostatnią erupcją. Kiedy jednak SWPC wydaje prognozę, w której burza magnetyczna kategorii G4 traktowana jest jako scenariusz minimalny, było wielce prawdopodobne, że może to skończyć się aktywnością ekstremalną, tym bardziej, że w minionym i bieżącym cyklu mieliśmy już trzy burze magnetyczne kategorii G4 po jednorazowych rozbłyskach z CME - czegóż dopiero więc oczekiwać po sześciu czy siedmiu wyrzutach koronalnych sunących ku Ziemi jeden za drugim.
Zaktualizowane modele propagacji wiatru słonecznego od agencji SWPC i NASA przewidywały uformowanie zjawiska CME-kanibala i skumulowane uderzenie w Ziemię w noc z 10 na 11 maja, ze wzrostem gęstości wiatru powyżej 80 protonów/cm3 i prędkości ponad 900 km/sek. Nigdy od dwóch dekad prognoza nie okazywała się tak obiecująca i pomimo, że modele te często zawodzą, w tym wypadku były tak korzystne, że nawet połowiczne tylko sprawdzenie się tych przewidywań mogło poskutkować imponującą aktywnością geomagnetyczną po dotarciu kolejnych CME do Ziemi. Po uderzeniu CME-kanibala przez kolejne godziny był oczekiwany napływ kilku kolejnych wyrzutów, choć nikt tak naprawdę nie mógł wiedzieć w jaki sposób poszczególne CME się połączą, ile łącznie zapewnią nam zauważalnych impaktów, ani które z tych uderzeń będzie można przypisać do poszczególnych rozbłysków. Pewne było jedynie to, że będzie się działo na największą od dwóch dekad skalę.
Akcja, na którą z wypiekami na twarzy wyczekiwaliśmy, ruszyła w piątek 10 maja, około 6 godzin przed czasem sugerowanym przez model WSA-Enlil agencji SWPC i aż ponad 12 godzin przed czasem prognozy modelu NASA, który jeszcze bardziej nie docenił prędkości nadciągających wyrzutów sugerując pierwszy impakt dopiero w sobotę 11.05 około 06:00 UTC.
Dzięki aktualnie niezbyt odległej pozycji sony STEREO-A od Ziemi w układzie Słońce-Ziemia (sonda nieco nas "wyprzedza") można było przygotować się na moment dotarcia pierwszego uderzenia do punktu Lagrange'a L1 dającego ostatnie 15-60 minut przed impaktem w Ziemię, zależnie od prędkości z jaką porusza się CME. Wstępny obraz skoku parametrów wiatru, jaki nastąpił po 14:00 UTC na STEREO-A nie był ekstremalny, ale dawał nadzieję na bardzo mocne uderzenie CME w Ziemię, łatwo mogące wypełnić minimalny scenariusz prognozy SWPC zakładającej ciężką burzę magnetyczną kategorii G4.
Około 16:40 UTC nastąpił impakt w DSCOVR i ACE w punkcie L1, który był zbieżny z obiecującym skokiem parametrów odnotowanym przez STEREO-A. Na dzień dobry pobity został rekord wartości całkowitego natężenia pola magnetycznego wiatru (Bt) w 25. cyklu słonecznym, które nasiliło się z 5 do 45nT, przy skoku skierowania pola (Bz) na południowe, początkowo "tylko" -28nT, połączone ze wzrostem gęstości powyżej 25p/cm3 i skoku prędkości z dotychczasowych 450 do ponad 720 km/sek. Nie upłynęła godzina od minięcia przez CME punktu L1, a ziemskie pole magnetyczne już odpowiadało ciężką burzą magnetyczną kategorii G4 rozpoczynającą się drugi raz w tym roku, a czwarty w tym cyklu, po półtoramiesięcznej przerwie. Pierwsze 3 kategorie aktywności zostały błyskawiczne przełamane i wraz z zapadaniem zmroku nad Polską już wchodziliśmy z niemal najsilniejszą w skali burzą.
Przed 18:00 UTC całkowite natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego pierwszy raz od 23. cyklu słonecznego przekroczyło próg 50nT i wynosiło 53nT. Skierowanie pola magnetycznego przybrało największe południowe odchylenie w tym cyklu dochodząc do -43nT, co z zapadaniem zmierzchu poskutkowało natychmiastowym wysypem zórz polarnych obserwowanych w całej Polsce i na niskich szerokościach geograficznych. W tym samym czasie sonda STEREO-A odnotowała kolejny impakt, jaki do punktu L1 miał nadejść za trzy godziny, zwiastujący jeszcze większe emocje, ze wzrostem natężenia pola magnetycznego do około 80nT, ale też silnym odbiciem jego kierunku ku północy, co mogło niekorzystnie rzutować na aktywność burzy.
Kanibal 73nT
Gdy Europa Środkowa skrywała się pod postępującym zmierzchem, a zorze polarne pochłaniały zasięgiem kolejne kraje, nadeszło drugie, jeszcze potężniejsze uderzenie w ACE i DSCOVR zwiastowane wcześniej przez STEREO-A. Natężenie pola magnetycznego (Bt) wzrosło z dotychczasowych około 50nT do 73nT osiągając wartość o 7nT przewyższającą CME, który zainicjował ekstremalną burzę magnetyczną kategorii G5 z 29.10.2003 r.
Tak wyraźny wzrost parametru określającego potencjał napływającego wiatru do wzburzania aktywności geomagnetycznej bez wątpienia był efektem uderzenia CME-kanibala - wydaje się, że musiały to być co najmniej 2, a prawdopodobnie nawet 4 skumulowane w całość wyrzuty (przypuszczalnie CME #2+3+4+5), ponieważ z jednej strony nie ma podstaw by posądzać pojedynczy CME o tak ekstremalnie wzmożone pole magnetyczne, a z drugiej strony - przez pozostałą część burzy aż do poranka 12.05 nie wystąpiło już więcej, niż 2 impakty wykrywalne na tle zastanych już w okolicach Ziemi warunków wiatru słonecznego.
Biorąc to pod uwagę i pamiętając o przynajmniej sześciu wyrzutach koronalnych typu full-halo o bezpośrednim skierowaniu ku Ziemi, wydaje się uzasadnionym założenie, że drugi impakt 10.05 około 21:40 UTC przynoszący wzrost natężenia Bt do 73nT był w istocie trzema, jeśli nie czterema CME (o ile ten z erupcji filamentu też dotarł), które po drodze do Ziemi zdążyły połączyć się w jeden masywny wyrzut niosący nieobserwowane od ponad dwóch dekad pole magnetyczne wzmożone do takiego stopnia. Połączenie kilku z nich zresztą sugerował model WSA-Enlil agencji SWPC, co wobec faktu takiej ilości wyrzutów przy tak niewielkich odstępach w czasie ich uwolnienia, nie jest czymś zaskakującym.
Pierwsze uderzenie - mimo, że natychmiastowo ciężkie (G4) w skutkach dla aktywności geomagnetycznej - stanowiło ledwie nieco ponad połowę tej kluczowej wartości i wciąż będące parametrami w zasięgu przyzwoitego pojedynczego wyrzutu (przypuszczalnie CME#1), z kolei kolejne półtorej doby przyniosło nam już tylko dwa wyraźniejsze uderzenia, odpowiednio 11.05 około godz. 11:00 i 18:00 UTC, prawdopodobnie w efekcie dotarcia do Ziemi CME #6 i #7.
Po drugim impakcie, jaki przyniósł nam wspomniane nasilenie Bt do 73nT i pogłębienie południowego kierunku Bz do -50nT, z którym wiązał się kolejny skokowy wzrost prędkości wiatru do okolic 800 km/sek., trudno było oczekiwać ze strony ziemskiego pola magnetycznego innej odpowiedzi, niż ta, na którą od niemal dwóch dekad tak wyczekiwaliśmy i odnośnie której snułem rozważania nie tak dawno, bo nieco ponad pół roku temu kończąc tamten tekst stwierdzeniem, które w skrócie przypomnę przed dalszą częścią opracowania:
Jeśli przekonaliśmy się jak daleko zorze polarne potrafią zejść z zasięgiem, zajmując nad Polską większość nieba (...) to ślinka może cieknąć na samą myśl jakie widowisko mogłoby nam zapewnić Słońce, gdyby w ramach zmierzającego do maksimum 25. cyklu ta trwająca od blisko dwóch dekad przerwa w powstawaniu burz najaktywniejszej kategorii została przerwana. A czy zostanie przerwana? (...) Bez cienia wątpliwości można stwierdzić, że szanse ku temu są zdecydowanie wyższe, niż przed dekadą (...) Biorąc pod uwagę, że bieżącemu cyklowi bliżej być powinno do stylu prezentowanego przez Słońce w 23. cyklu, aniżeli niewiele lepszej wersji słabego cyklu poprzedniego, nie zdziwmy się, jeśli pewnego razu się tego doczekamy.
Tym "pewnym razem" ostatecznie okazał się być 10 maja 2024 roku. Tego dnia o godz. 22:54 UTC globalny indeks Kp osiągnął wartość 9 w 9-cio punktowej skali, oznajmiając rozpoczęcie ekstremalnej burzy magnetycznej kategorii G5. Po raz pierwszy od czasów fazy schyłkowej 23. cyklu słonecznego zorza polarna stała się zjawiskiem globalnym docierającym daleko dalej, niż nad niskie szerokości geograficzne, stając się uchwytną w strefie zwrotnikowej i będąc rejestrowalną z takich lokalizacji jak afrykańskie Namibia i Madagaskar, Wielki Kanion w Arizonie, Floryda czy Półwysep Jukatan, aż do 18. stopnia szerokości geograficznych - a więc o 5 stopni bliżej równika, niż położone są Zwrotniki Raka i Koziorożca. Pojawiły się także obserwacje z Nowej Kaledonii nieopodal wysp Vanuatu na północny wschód od Australii (szer. geograficzna 21 stopni S), co było pierwszym takim potwierdzonym przypadkiem od czasu innej burzy kategorii G5 - burzy Carringtona z 1859 roku, przez co burza z maja 2024 znalazła się w gronie TOP-20 burz magnetycznych połowy ostatniego milenium. To było wydarzenie na skalę światową.
Zorza polarna w noc 10/11.05.2024 r. podczas burzy magnetycznej kategorii G5 nad Wielkim Kanionem. Arizona, USA - szer. geograf. 36°N. Credit: Brian A. Klimowski
Zorza polarna w noc 10/11.05.2024 r. podczas burzy magnetycznej kategorii G5 zarejestrowana z Tivoli w Namibii (Afryka) - szer. geograf. 23°S - Zwrotnik Koziorożca. Credit: Richard Payne
Zorza polarna w noc 10/11.05.2024 r. podczas burzy magnetycznej kategorii G5 zarejestrowana z wyspy Nowa Kaledonia nieopodal Vanuatu niedaleko Australii - szer. geograf. 21°S. Credit: Frédéric Desmoulins
Zorza polarna w noc 10/11.05.2024 r. podczas burzy magnetycznej kategorii G5 zarejestrowana z Parku Narodowego Etoszy w Namibii (Afryka) - szer. geograf. 18,9°S. Credit: Benjamin Barakat
Zorza polarna w noc 10/11.05.2024 r. podczas burzy magnetycznej kategorii G5 zarejestrowana z Ciales nawyspie Portoryko na Morzu Karaibskim - szer. geograf. 18,2°N. Credit: Yamil Gonzalez
Zestawienie najsilniejszych burz magnetycznych ostatnich 500 lat. Za sprawą rejestracji zorzy polarnej z szerokości zwrotnikowych i lokalizacji jak Nowa Kaledonia czy Portoryko, burza G5 z maja 2024 zdołała wejść do grona 20 największych burz połowy ostatniego milenium. Credit: Hisashi Hayakawa
Przez całą drugą połowę nocy z 10/11.05 wartości Bz utrzymywały się na ogół poniżej -30nT, często stabilizując się w pobliżu -40nT przy prędkości około 750 km/sek.i gęstości powyżej 30 protonów/cm3. W tym czasie Polacy przebywający pod pogodnym lub umiarkowanie zachmurzonym niebem mogli podziwiać wybuch aktywności zorzy polarnej na skalę nieporównywalną z którąkolwiek z dziesiątek burz magnetycznych podsumowywanych na tym blogu przez ostatnie 15 lat.
Zjawisko nie tylko przekroczyło zenit i zajęło południową część nieba (co już w tym cyklu się zdarzało), ale było tak intensywne, że nawet w dużych miejskich aglomeracjach południowej Polski jak Kraków czy Katowice zorza była widoczna gołym okiem bez adaptowania wzroku do ciemności, łatwo dając też się zarejestrować dowolnym sprzętem i pokonując łunę miejskiego zaświetlenia.
W miejscach pochmurnych, których niestety także w Polsce nie brakowało, zorza polarna w czasie zintensyfikowania burzy do kategorii G5 potrafiła zaznaczyć swoją obecność zabarwiając rejestrowane zachmurzenie na różowawo-czerwony odcień. Wszelkie szczeliny między obłokami nie były naturalnie czarne jak każdej zwykłej nocy, ale emanowały purpurą i fioletem bez względu czy zwrócilibyśmy się ku północnej, czy południowej stronie nieboskłonu. Tam gdzie niebo było bezchmurne lub zachmurzone w niewielkim stopniu, niemożliwym było fotograficzne objęcie całej zorzy polarnej bez ultra-krótkich ogniskowych i obiektywów typu rybie oko obejmujących całą sferę niebieską od horyzontu przez zenit po przeciwległy horyzont.
Zjawisko było tak intensywne, że nad ranem przez długi czas postępującego brzasku wygrywało z jaśniejącym niebem pozostając w zasięgu aparatów do niespełna godziny przed wschodem Słońca. Jest całkowicie pewne, że gdyby nie świt, zorza polarna tańczyłaby w spektakularny sposób nad całą Polską i Europą do godzin popołudniowych, tym bardziej, że po poranku po "osłabieniu" burzy do kategorii G4 - powróciliśmy znowu do jej ekstremalnej aktywności.
Dopiero kilka godzin po wschodzie Słońca nad Polską parametry Bt/Bz wyraźniej osłabły i zbliżały się do bardziej codziennych wartości, jednak po sześciu godzinach zmniejszenia aktywności burzy do stale imponującej kategorii G4, tuż po godz. 11:00 UTC nastąpił pierwszy od blisko 12 godzin następny wyraźniejszy impakt, przynoszący skok warunków wiatrowych na nowo dolewający oliwy do ognia. Zmiana nie była równie okazała co kilkanaście godzin wcześniej, ale wystarczająca dla przywrócenia burzy ekstremalnej. Natężenie pola magnetycznego wzmożone na nowo z 11 do 27nT połączone ze skokiem prędkości do około 900 km/sek. stanowiącej nowy rekord tego cyklu, oznajmiało dotarcie kolejnego CME. Dzięki ponownie długotrwałej dominacji południowego kierunku pola magnetycznego (Bz) rzędu-24nT, ponownie zaistniała burza magnetyczna kategorii G5 - był to ostatni epizod z aktywnością ekstremalną, który przypadł na okres od 09 do 12 UTC (11-14 CEST), tym razem w środku dnia dla Polski.
Kolejne 6 godzin przyniosło do godz. 20:00 CEST kontynuację ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4, zaś tuż przed sobotnim zmierzchem nad Polską, odnotowaliśmy następny impakt w sondy ACE i DSCOVR zwiastujący napłynięcie ostatniego wyrzutu koronalnego. Natężenie Bt wzrosło z 8 do 20nT, przy wzroście prędkości z 820 do ponad 920 km/sek., okresowo podchodzącej pod 1000 km/sek., a krótkotrwale powyżej (1005 km/sek. - 12.05 godz. 00:55 UTC), ale i niestety przy zmiennym skierowaniu pola magnetycznego (Bz). Częstotliwość wahań między północnym a południowym Bz wynosiła około 30-45 minut, po minięciu których następowało przejście na przeciwny kierunek - i tak na zmianę, tendencja ta utrzymana została do niedzielnego świtu 12 maja.
Z jednej strony ograniczało to wykorzystywanie wciąż wyraźnego potencjału wiatru do wzburzania aktywności burzy, z drugiej zapewniało jej podtrzymywanie aż do rana. Przez całą noc z 11/12.05 mimo wahań w kierunku Bz i wartości Bt stanowiących mniej, niż 1/3 natężenia pola magnetycznego z poprzedniej nocy, utrzymana została silna burza kategorii G3, która trwając przez 12 nieprzerwanych godzin stanowiła ostatni etap całego wydarzenia rozpoczętego w piątkowe popołudnie. Dzięki temu przez drugą noc z rzędu Polacy mogli liczyć na widoczność zorzy polarnej, która choć znacznie mniej okazała, niż w pierwszą noc burzy, nadal dawała się dostrzec nieuzbrojonym okiem - tyle, że teraz już tylko z pozamiejskich lokalizacji. Dopiero 12 maja po godz. 06:00 UTC (08:00 CEST) stan burzy magnetycznej ustąpił na rzecz powrotu spokojnych warunków, czemu towarzyszyło jak zawsze przejście składowej Bz na północne skierowanie i ustabilizowanie go już przez resztę okresu oddziaływania ostatniego CME.
Zestawienie danych wiatru słonecznego z DSCOVR z 10-12.05.2024 r. - spojrzenie całościowe na wszystkie okresy burzowe od pierwszego impaktu CME 10 maja do zakończenia stanu burzy 12 maja. Pierwsze uderzenie koronalnego wyrzutu masy widoczne przed 17:00 UTC z bardzo silnym wzrostem natężenia pola magnetycznego wiatru słonecznego 5 do 45nT [1A], przy korzystnym południowym odbiciu kierunku pola (Bz) do -29nT [1B], połączone ze wzrostem gęstości wiatru z 4 do 25, momentami 35 protonów/cm3 [1C] i skokiem prędkości z 450 do początkowo 700, później 730 km/sek. [1D]. Z kolejnymi godzinami silne - największe jak dotąd w 25. cyklu słonecznym - natężenie pola magnetycznego wzrosło do 53nT [2] przy ustabilizowaniu południowego Bz w pobliżu rekordowych w tym cyklu -45nT [3] i długotrwale w pobliżu -40nT z gęstością powyżej 35p/cm3 [4] i prędkością ponad 700 km/sek. [5] Około godz. 21:40 UTC widoczny drugi impakt najprawdopodobniej będący skumulowaniem więcej niż jednego CME przynoszący największe natężenie pola magnetycznego (Bt) do 73nT [6A] i jeszcze bardziej pogłębionego południowego Bz rzędu -50nT [6B], połączonego z następnym skokiem prędkości do początkowo 760, a niebawem okresowo przekraczającej 800 km/sek. [6C], po którym pierwszy raz od 23. cyklu słonecznego przekroczyliśmy próg ekstremalnej burzy magnetycznej kategorii G5. Następnym wyraźniejszym impaktem jest dopiero ten z 11.05 około godz. 11:25 UTC - towarzyszył mu wzrost natężenia pola magnetycznego z około 15 do 26nT [7A] połączony z przejściem skierowania Bz po krótkotrwałym epizodzie dodatnich (północnych) wartości do -19nT [7B] i prędkości wiatru z około 750 do 900 km/sek. [7C], co stanowiło najwyższą dotychczasową wartość obserwowaną w 25. cyklu słonecznym. Przez blisko 4 godziny od tego uderzenia CME wartość Bt stabilnie utrzymywała się w pobliżu 30nT [8], przy bardzo stabilnym głęboko południowym Bz -24nT [9], dzięki czemu po okresie wytracenia aktywności burzy do kategorii G4 ponownie stała się ona ekstremalna. Ujemne wartości tej składowej utrzymywały się do blisko 17:00 UTC, po czym rozpoczęły się okresowe wahania i zmiany w kierunku pola magnetycznego na północne [10], co jednak po wcześniejszym wzburzeniu magnetosfery i prędkościach powyżej 900 km/sek. [11] nie przerywało burzy, tylko nieznacznie ją osłabiało - w całą następną noc 11/12.05 jej aktywność pozostawała silna mieszcząc się w kategorii G3 mimo Bt/Bz oscylujących w pobliżu 15nT/-10nT [12,13]. W noc z 11/12.05 około godz. 00:30 UTC widoczny jeszcze jeden wzrost prędkości wiatru, tym razem okresowo zbliżający się do 1000 km/sek. [14A], co było związane najprawdopodobniej z dotarciem do Ziemi kolejnego CME, choć już w bardzo rozrzedzonej przestrzeni (14B, gęstość poniżej 10p/cm3), przy całkowitym natężeniu Bt około 8nT [14C] i długotrwale południowym kierunku Bz około -5, -6nT [14D]. To niemal codziennie widoczne wartości, ale po tak skrajnym napędzeniu aktywności geomagnetycznej wystarczały one do podtrzymania burzy G3 do świtu 12 maja, dzięki czemu noc po burzy ekstremalnej zorze polarne ponownie widoczne były z obszaru Polski. Burza ustała po 39 godzinach wraz z ustabilizowaniem Bz w kierunku północnym [15] 12 maja po świcie mimo, że prędkość w dalszym ciągu pozostawała wysoka plasując się w przedziale 850-900 km/sek. [16]. Credit: DSCOVR/SWPC
Zapis aktywności zorzy polarnej nad Polską minuta po minucie w ujęciu całego nieba z kamer ALPS
Tak jak w kwietniu i listopadzie ubiegłego roku, dzięki uprzejmości i korespondencji od pana dr Sylwestra Kołomańskiego z Instytutu Astronomicznego Uniwersytetu Wrocławskiego - bardzo dziękuję! - z radością dodaję do niniejszego opracowania rozdział dedykowany obserwacjom ALPS. Dzięki nim, czytelnicy zyskują możliwość przyjrzenia się dokładnie jak zmieniała się aktywność zorzy polarnej nad Polską w rzucie na całe niebo minuta po minucie w noc z 10 na 11 maja. Identycznie jak w listopadzie 2023 roku podczas silnej burzy magnetycznej kategorii G3 najbardziej dogodne warunki pogodowe do obserwacji miała stacja usytuowana na szczycie Suhory w Gorcach.
Dla przypomnienia stałym czytelnikom i informacji dla tych, którzy są tu od niedawna lub czytają tego typu opracowanie po raz pierwszy - stacje ALPS działają w ramach projektu All-Sky Light Pollution Survey. Projekt koordynowany przez Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego złożony jest z sieci stacji rozmieszczonych w różnych miejscach Polski, którego celem jest monitorowanie zanieczyszczenia światłem.
Jak się odnaleźć w tych nagraniach? Wszystkie z nich pokazują widok na całe niebo, z zenitem stanowiącym centrum kadru. Północny horyzont widoczny jest w górnej części, południowy w dolnej, wschodni po lewej, zachodni po prawej. Jeśli w którymkolwiek momencie nagrania dostrzeżecie zorzę polarną w centrum pola widzenia kamery, to w analogicznym momencie zjawisko widzielibyście centralnie nad głową, jednak gdy zorza schodzi do dolnej części pola widzenia - wówczas zajmuje ona powierzchnię nawet nad południowym horyzontem, będąc widoczną na całym lub niemal całym niebie.
Zorza polarna z 10/11.05.2024 r. zarejestrowana przez stację sieci ALPS na Suhorze w Gorczańskim Parku Narodowym. Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/
Zorza polarna niemal na całym niebie w noc z 10/11.05.2024 r. - wybrane momenty z obserwacji sieci ALPS w Obserwatorium Astronomicznym na Suhorze w Gorcach. Stop-klatki kolejno z godz. 22:00, 00:36, 01:08 i 03:03 CEST. Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/
Jak możemy zobaczyć z nagrania, praktycznie całą noc nad Polską zorza polarna zajmowała niemal cały firmament - wolny od niej pozostaje tylko wąski pas kilkunastu stopni powyżej gwiazdozbioru Skorpiona i jego najjaśniejszej gwiazdy Antaresa, wędrujący zawsze nisko nad południowym horyzontem, jednak pamiętajmy, że jest to stacja na południu Polski. Jeśli tam zorza zajmuje niemal pełny nieboskłon, nie ma wątpliwości, że w północnych regionach można było mówić o całościowym zajęciu nieba. Przez pierwsze pół godziny rejestracji (około 21:30 CEST) pomimo reszty zachmurzenia intensywna zorza już jest bez trudu rejestrowalna i zabarwiająca pozostałości zachmurzenia na jaskrawą czerwień. Gdy obłoki ustępują, już około 22:00 CEST zorza zajmuje połowę firmamentu przecinając zenit i mknąc dalej ku południowemu horyzontowi. Z biegiem nocy zorza nie znika z większości powierzchni nieba i pozostaje widoczna już do świtu przegrywając dopiero z zaawansowanym brzaskiem - choć gdyby nie kres nocy jest pewne, że nadal zajmowałaby większość nieboskłonu.
Co jeszcze rzuca się w oczy, to niebywała intensywność zorzy nad północnym horyzontem. Nawet z południowej Polski zorza osiągnęła taką siłę, że na zdjęciach z jednakową ekspozycją na przestrzeni całej nocy została po prostu prześwietlona. Widać to tym silniej, im bliżej wieczór zbliża się do północy, a najmocniej około godz. 00:20/00:40 CEST. Był to czas, w którym globalny indeks Kp osiągał maksymalną wartość 9 (ekstremalna burza G5). W drugiej połowie nocy, kiedy skrajnie napędzona aktywność geomagnetyczna się utrzymywała, filary zorzowe stacja w Gorcach zarejestrowała w zenicie i pewnym wysunięciu na południową połowę firmamentu. Nagranie kończy się w godzinę przed lokalnym wschodem Słońca nad Suhorą i do samego końca pozwala śledzić dominującą na większości nieba zorzę polarną, jaka przez pewien czas widoczna jest jeszcze na jaśniejszym, już błękitnym zaledwie niebie.
Zorza polarna z 10/11.05.2024 r. zarejestrowana przez stację sieci ALPS w Sopotni Wielkiej. Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/
Nie mniej ciekawie prezentuje się zapis z Obserwatorium Astronomicznym w Sopotni Wielkiej (wyżej) i w Białkowie na Dolnym Śląsku (niżej). W tym drugim przypadku pomimo pełnego zachmurzenia w określonych momentach, zorza polarna wyraźnie daje się we znaki i zaznacza swoją obecność intensywnymi wybuchami aktywności przypominającymi wręcz błyski z wyładowań atmosferycznych z tradycyjnych - ziemskich burz. Tu, choć mowa o burzy magnetycznej - światło zorzy polarnej w krótkotrwałych momentach staje się tak intensywne, że na pierwszy rzut oka - znowu, pomimo zachmurzenia - można by pomyśleć, że mamy noc z pełnią Księżyca, a nie krótko po nowiu bez jego obecności na firmamencie. Szczególnie namacalnie widać to 11.05 około godz. 00:10 CEST czy 00:16 CEST. Przed północą z kolei można się przekonać jak łatwo było uwiecznić efekty obecności zorzy pomimo dużej ilości obłoków - gdy burza rozpędzała się do najwyższej kategorii (choć wciąż przed jej osiągnięciem) zjawisko zabarwiło niebo nad Polską do takiego stopnia, że nawet niewielkie szczeliny między obłokami nie miały już normalnej, głęboko czarnej barwy jak w zwyczajną noc, ale różową lub krwistoczerwoną (23:08 CEST, 23:55 CEST).
Zorza polarna z 10/11.05.2024 r. zarejestrowana przez stację sieci ALPS w Białkowie niedaleko Wrocławia. Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/
Zorza polarna na całym niebie ponad zachmurzeniem - wybrane momenty z obserwacji sieci ALPS w Obserwatorium Astronomicznym w Białkowie. Stop-klatki kolejno z godz. 23:08, 23:55, 00:10 i 00:16 CEST w noc z 10/11.05.2024 r. Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/
Zorza polarna 10-12.05.2024 nad Polską w obiektywie czytelników
10/11.05 - pierwsza noc: aktywność ekstremalna (G5)
Niestety jeśli chodzi o mnie, mam... ekstremalnie mieszane odczucia. Pierwsza i główna noc aktywności burzy, kiedy wspięła się ona do kategorii G5 minęła mi pod znakiem niemal całkowitego zachmurzenia. Przed większym smutkiem broniły mnie tylko dwa fakty: po pierwsze świadomość jak idealna jest prognoza pogody już na następny wieczór (co się rzeczywiście sprawdziło, ale o tym za chwilę) oraz że po tak skrajnym napędzeniu aktywności geomagnetycznej zejdzie trochę więcej czasu, niż zwykle, zanim burza wygaśnie i nawet jeśli nie utrzyma najwyższej kategorii do kolejnej nocy (niestety - w przeciwieństwie do burzy G5 z października 2003 nie utrzymała) to drugi, sobotni wieczór nadal będzie ciekawy.
Przez pierwszą połowę nocy doświadczałem przelotnych opadów deszczu. W drugiej jej połowie po godz. 01:00 CEST zaczęły pojawiać się nie tyle rozpogodzenia, co jedynie szczeliny między obłokami zakrywającymi całe niebo. Mimo, że były to skrajnie wąskie przerwy w zachmurzeniu, przeżyłem wówczas pierwszy etap szoku, wspomniany w rozdziale poświęconym przebiegu burzy: przerwy między chmurami były zabarwione na czerwono i różowo, nie czarno jak w zwykłą bezksiężycową noc. Drugim etapem szoku była świadomość, że tę obecność zorzy polarnej nad zachmurzeniem łapię kierując aparat ku... południowemu horyzontowi. Nigdy jeszcze - choćby z 99% dodatkiem zachmurzenia - nie stałem w sytuacji rejestrowania zorzy przy zwróceniu ku południu. Wreszcie trzeci punkt szoku: ta sytuacja z widocznością zorzy w szczelinach między chmurami na południowej stronie nieba miała miejsce... w centrum miasta, gdyż opisuję wrażenia z obserwacji z domu, a nie odkrytego terenu poza zaświetlonym obszarem miejskim. I tego już przyrównać do jakiejkolwiek wcześniejszej obserwacji zorzy nie jestem w stanie.
Niestety - ciesząc się, że widzę choćby skrawki zorzy w tak paskudnych warunkach pogodowych była to bardzo dziwna radość - właściwie bardziej zadziwienie, niż radość, bo towarzyszyła temu smutna świadomość o tym, co musi się w tym momencie dziać na niebie ponad zachmurzeniem, skoro jestem w stanie rejestrować zorzę z centrum miasta spoglądając na południe.
Czekałem na jakieś większe przerwy w zachmurzeniu praktycznie do 03:00 gdy już jest tak jasno, że gwiazd szybko ubywa i niestety wiele nie uzyskałem. Udało się wyczekać dwóch, trzech nieco dłuższych rzędu 5-10 minut przerw w zachmurzeniu na niewielkim obszarze w okolicach zenitu i bardziej ku południowej stronie. Gdy brzask silnie postępował było widać, że korzystna prognoza na sobotę się sprawdzi i poprawa już powoli następuje, szkoda tylko, że nie o 5-6 godzin wcześniej. Nie mniej - jakiś ślad z ekstremalnej burzy magnetycznej na zdjęciach za tę noc mam. To drobne okruszki w porównaniu do materiałów nadesłanych od szczęśliwców pod bezchmurnym niebem, ale gdybym nie czekał do rana na te kilka chwil rozpogodzeń, mogło nie być nawet tych okruchów.
Zorza polarna w noc z 10 na 11.05.2024 r. Sony A7SII+Samyang 18mm f/2.8 (4. kadr crop), ISO 2000, eksp. 10 sek. (1-2), eksp. 3,2 sek. (3-4)
11/12.05 - druga noc: aktywność silna (G3)
Po zwiastunach nadejścia lepszej pogody przed świtem 11.05 sobotnie południe przyniosło już zgodnie z prognozą kompletne oczyszczenie nieba z zachmurzenia. Do wieczora warunki wiatru słonecznego niestety wyraźnie osłabły i stanowiły ledwie echo aktywności burzy z nocy poprzedniej.
Kiedy zapadł zmrok nad Polską mogliśmy liczyć już "tylko" na silną burzę utrzymującą się w kategorii G3 - swoją drogą warto sobie zdać sprawę co się działo dobę wcześniej, jeśli teraz można było jęczeć z zawodu, że mamy tylko silną burzę - taką, która daje już gwarancję widoczności zorzy polarnej z naszego kraju, gdy aktywność geomagnetyczna się rozpędza i na którą zawsze tak wyczekujemy. W zestawieniu z zorzami polarnymi podczas okresów ekstremalnej aktywności burzy te podczas sobotniego wieczoru nie mogły już się z nimi równać, choć normalnie zachwycałyby nas bardziej, niż z większości słabszych burz G1/G2 stanowiących przeważającą liczbę takich wydarzeń.
Warunki wiatru słonecznego mimo, że znacznie słabsze co wieczór wcześniej, nadal pozwalały na bezproblemową rejestrację zorzy polarnej z naszego kraju, mało tego: przez pierwszą połowę nocy w wielu okresach była ona uchwytna nieuzbrojonym okiem. Mając pogodne niebo tym razem już wybrałem się na standardowe miejsce wiedząc, że uwaga musi się kierować wyłącznie ku północnej stronie nieba, ale od początku obecności w terenie przeżywałem miłe zaskoczenie. Wysokie słupy zorzy polarnej - wprawdzie bez wyraźnej barwy, raczej jako szare cirrusy namalowane jakby po linii grubym pędzlem - widoczne były momentalnie po odcięciu się od miejskiego zaświetlenia, bez adaptacji wzroku do ciemności i bez zaawansowanego zmierzchu.
Dzięki wysokiej prędkości wiatru przekraczającej w ten wieczór 900 km/sek. i momentami podchodzącej pod 1000 km/sek. zorza polarna bardzo dynamicznie zmieniała swoje położenie. Zaledwie dwie 5-sekundowe ekspozycje oddzielone od siebie 2-sekundowym interwałem potrafiły przynieść całkowite przesunięcie konkretnego filara zorzy względem poprzedniego kadru. Przez pierwsze pół godziny, mniej więcej do 23:00 CEST zjawisko było dostrzegalne gołym okiem, później zorza stała się bardziej subtelna choć wciąż pozostająca w zasięgu aparatu. Bliżej północy nadszedł kolejny kilkunastominutowy okres, w którym filary były widoczne nie tylko na zdjęciach, ale tym razem - pomimo większego pociemnienia nieba - ich wysokość nie przekraczała 10 stopni, może nieco więcej, ale niewiele. Te widoczne krótko po 22:00 docierały znacznie wyżej, będąc widoczne nawet na 30 stopniach wysokości.
Bliżej 01:00 CEST obserwacje zakończyłem, mimo, że silna burza magnetyczna kategorii G3 utrzymała się przez resztę nocy i wygasła dopiero około 08:00 CEST. Zwinąłem szpargały i opuściłem teren, ponieważ zorza stanowiła wówczas już tylko purpurową poświatę nad północnym horyzontem bez odróżnialnych struktur i która nie różniła się już niczym na przestrzeni kolejnych minut - stąd i na zdjęciach prezentowała się już znacznie mniej ciekawie, będąc jedynie purpurowo-różowym tłem dla gwiazdozbiorów dołujących nad północnym horyzontem.
Prócz tego o tej porze jasność nieba już zaczynała postępować w stronę świtu, ale trudno by było inaczej gdy mowa o białych nocach, gdzie tak naprawdę tu na Pomorzu, mamy 2, może 2,5 godziny jako-takich ciemności między 23:00 a 01:00 właśnie, podczas gdy wcześniej niebo ciemnieje bardzo opornie, a później - rozjaśnia się zanim na dobre pociemniało. Przy aktywności zórz na poziomie nocy poprzedzającej zapewne nie myślałbym o zwijaniu się z pola przed zniknięciem ostatnich gwiazd, tym razem jednak widząc co się dzieje z warunkami i godząc się z faktem, że wszystkie CME jakie miały dotrzeć z pewnością już dotarły, obserwacje zakończyłem.
Zorza polarna wieczorem 11.05.2024 r. Sony A7SII+Samyang 18mm f/2.8 (1. kadr w trybie APS-C na 27 mm), ISO 2000, eksp. 5-8 sek.
Zacznę ten rozdział od być może zaskakującego dla niektórych stwierdzenia, mianowicie takiego, że zjawiska na Słońcu, które zarejestrowane zostały 8, 9 i 10 maja indywidualnie nie były zdarzeniami o potencjale do wywołania burzy ekstremalnej. Szok? Mam nadzieję i już wyjaśniam.
Rozbłyski, które uwolniły wspomniane w pierwszych akapitach wyrzuty koronalne nie były ani rekordowe, ani szczególnie intensywne nawet jak na zakres klasy X w emisji rentgenowskiej, ani obfite w strumienie nisko i wysokoenergetycznych protonów, zaś CME wyrzucane w ich następstwie nie były ani ponadprzeciętnie szybkie, ani szczególnie gęste: niektóre z nich wymagały nieco wytężenia wzroku by dostrzec pełną otoczkę oznaczającą strukturę full-halo, a wszystkie zaś, nawet te masywniejsze czy ostatnie - były dostępne do wglądu na naprawdę przejrzystych niezaburzonych zakłóceniami obrazach koronograficznych (patrz pierwsza mozaika w tekście).
Jedyną kwestią, która sprawiała, że przypuszczenia co do nadchodzącej burzy ekstremalnej są uzasadnione - to ilość tych CME w relacji do niewielkiej różnicy czasu uwolnienia pierwszego i ostatniego z nich. Można jednak z prawdopodobieństwem graniczącym z pewnością założyć, że wszystkie z tych sześciu czy siedmiu CME dotarłszy do Ziemi jako zjawisko pojedyncze, w odstępach przykładowo cotygodniowych - nie przynosiłyby nam w najlepszym razie burz silniejszych od kategorii G3-G4, jakich wiele już w ostatnich latach doświadczyliśmy. Na dotarcie pierwszego z nich musieliśmy poczekać przez bardzo typowy - najczęstszy okres, około 2,5 dnia, podczas gdy większość dawniej zarejestrowanych CME wywołujących burze najwyższej kategorii była wyrzutami uwalnianymi z potężną prędkością przynoszącą impakt w Ziemię poniżej 24 godzin od rozbłysku. Teraz tylko i wyłącznie wspomniana ilość wyrzutów zaistniałych w tak krótkim czasie i o takim ukierunkowaniu zmieniała ogląd sytuacji.
Majowa burza G5 a burza z końca października 2003 roku
Zwróćmy uwagę jaka jakościowa przepaść dzieliła rozbłyski i CME z 8-10 maja 2024 r. w porównaniu do burz magnetycznych kategorii G5 z końca października 2003 roku. Na pierwsze uderzenie CME musieliśmy poczekać tym razem ponad 2,5 doby, potrzebując upłynięcia prawie 60 godzin na pokonanie odległości 1 AU, podczas gdy wyrzut koronalny z 28.10.2003 r. po pierwsze - uderzył w Ziemię raptem 19 godzin po opuszczeniu Słońca, po drugie - przynosząc dwukrotnie wyższe prędkości wiatru słonecznego nacierającego na Ziemię, wielogodzinnie przekraczające 1850 km/sek. podchodzące często pod 2000 km/sek. i gęstości oscylujące w pobliżu 100 protonów/cm3 - tyle ile teraz było prognozowane, a co nawet w maksimum burzy okazało się wartością o 50% przeszacowaną.
Wyrzut koronalny, który momentalnie wywołał burzę ekstremalną 29.10.2003 r. został ponadto uwolniony w rozbłysku nieporównywalnym z żadnym w maju 2024 zarejestrowanym zjawiskiem - w rozbłysku klasy X17.2, który dodatkowo uwolnił obfitą burzę protonów, jaka osiągnęła Ziemię kilka minut po rozbłysku osiągając poziom silnej burzy radiacyjnej S3, a dobę później S4, w tym protonów wysokoenergetycznych, które skutkowały zaszumieniem obrazów z sond kosmicznych do poziomu niemal przekreślającego użyteczność niektórych instrumentów, np. koronografów LASCO - tym razem nie mieliśmy zdarzeń powyżej słabej, a krótkotrwale umiarkowanej burzy radiacyjnej S1-S2 krótko przed i po pierwszym impakcie CME.
Po lewej: globalny indeks zaburzeń ziemskiego pola magnetycznego w okresie 29.10-01.11.2003 r. To ostatni do dnia dzisiejszego przypadek, gdy burza rozpędzona do najwyższej kategorii utrzymuje swoją aktywność przez nieprzerwane 60 godzin. Pierwsze 2 epizody z burzą ekstremalną były efektem uderzenia CME z rozbłysku klasy X17.2 zachodzącego zaledwie 19 godzin wcześniej, następne 2 epizody z indeksem Kp=9 to efekt impaktu drugiego CME z rozbłysku klasy X10.0, który także dotarł do Ziemi po 19 godzinach. Przez całą burzę prędkość wiatru słonecznego dochodziła do 2000 km/sek., przez ponad 6 godzin przekraczała 1500 km/sek., a łącznie ponad 30 godzin nie schodziła poniżej 1000 km/sek. Credit: NOAA/SWPC. Po prawej: zestawienie warunków wiatru słonecznego z ACE i DSCOVR z burz G5 z 29-31.10.2003 r. i 10-12.05.2024 r. Dane dot. prędkości w burzy z 2003 są błędne - ACE wówczas doznawał przejściowych awarii. W parametrach Bt/Bz wyróżnione zostały okresy ujemnego Bz w obu burzach - wyraźnie korzystniejsza sytuacja w przypadku burz z maja 2024, tak pod względem natężenia jak i stabilności południowego kierunku Bz. Mimo to to burze z 2003 roku przyniosły więcej (o 3 godziny) aktywności ekstremalnej, najpewniej z uwagi na przepaść dzielącą prędkości wiatru w obydwu przypadkach: o ile w maju 2024 wynosiła ona przeważnie 700-900 km/sek., z jedynie jednorazowym przebiciem do 1005 km/sek., o tyle w 2003 roku wartości te dochodziły do 2000 km/sek., a przez 30 godzin nie obniżały się poniżej 1000 km/sek. Credit: ACE/DSCOVR/SWPC
Drugi CME sprzed 21 lat, uwolniony dzień później, 29.10 a uderzający w Ziemię 30.10 był z kolei efektem rozbłysku klasy X10, ponownie znacznie silniejszym, niż te niedawno obserwowane, któremu towarzyszyła ciężka burza radiacyjna poziomu S4 jaka zbombardowała nasze kosmiczne podwórko już po kilku minutach i sprawiając takie bombardowanie matryc sond, m.in. SOHO, że znów niemal niemożliwym stała się obserwacja nowych CME na napływających z koronografu zdjęciach. Sam zaś wyrzut koronalny został uwolniony z prędkością około 2000 km/sek. i tak jak poprzednik - uderzył w Ziemię po niespełna 19 godzinach. Prędkość wiatru słonecznego napływającego na Ziemię po tym drugim impakcie w maksimum oscylowała przy 2000 km/sek., przez ponad 6 godzin przekraczała 1500 km/sek., a łącznie ponad 30 godzin nie schodziła poniżej 1000 km/sek., - teraz taką wartość osiągnęliśmy tylko krótkotrwale w ostatnim akcie burzy.
Warto też zwrócić uwagę na jeszcze inną przepaść jaka dzieliła CME sprzed 21 lat z tymi niedawnymi. W roku 2003 zaledwie dwa uderzenia wyrzutów koronalnych zapewniły burzę magnetyczną kategorii G5, która zdolna była utrzymać się nieprzerwanie 60 godzin - 2,5 doby, to jest o niemal całą dobę dłużej, niż teraz - po impakcie 6 lub 7 wyrzutów koronalnych. Przez 12 godzin (4 epizody) obserwowana była przed 21 laty burza ekstremalna, obecnie było to tylko 9 godzin. Zamiennie o 1 epizod mniej przypadł wtedy dla burzy kategorii G4 i G3 (po 5 interwałów 3-godzinnych), ale dodatkowo wystąpiło 18 godzin z aktywnością słabą i umiarkowaną, głównie w czasie rozdzielającym obydwa uderzenia CME i w końcowym rozdziale burzy. Wyczuwacie różnicę i jakościowy przeskok? Tylko dwa CME i burza przez 60 godzin w październiku 2003 roku, aż sześć lub siedem CME i burza przez 39 godzin w maju 2024.
Co ważne jednak, pod względem właściwości magnetycznych CME z maja 2024 roku przyniosły nam wyższe parametry, niż wyrzuty z 2003 roku, jednak tu znowu musimy pamiętać o skali kumulacji ostatnich erupcji i tym jak o wiele słabsze efekty mogłyby wywołać docierając osobno w większych odstępach czasu. Przy pierwszym impakcie 10 maja odnotowaliśmy skok natężenia pola magnetycznego wiatru słonecznego z 5 do 45nT, ale kilka godzin później wraz z następnym uderzeniem wzrosło ono aż do 73nT. I to już stanowiło poprawienie wyniku z 29.10.2003 r. (wówczas 66nT). Na domiar wszystkiego, tak ekstremalnemu zwiększeniu wartości Bt towarzyszyło silne i długotrwałe utrzymanie południowego kierunku pola (Bz), do -50nT i długoczasowo poniżej -40nT, podczas gdy w burzach z 2003 roku wystąpiło więcej okresów niekorzystnego północnego Bz, a okresy południowego przy nie tak imponujących jak niedawno wartościach (patrz zestawienie danych ACE powyżej).
Gdyby zamiast do uśrednianego co 3 godziny indeksu Kp odnieść się do indeksu DST (disturbance storm time) będącego aktualizowanym z częstotliwością godzinową na podstawie uśredniania czasowego i przestrzennego z czterech naziemnych stacji na niskich szerokościach geograficznych i dostarczającego nam informacji o sile prądu pierścieniowego wokół Ziemi powodowanego przez protony i elektrony w napływającym wietrze słonecznym, zobaczymy też coś interesującego. Im niższa wartość ujemna, tym silniejsza burza, tak jak przy składowej Bz. 11 maja 2024 r. przed świtem indeks DST obniżył się do -412nT, podczas gdy dwa najbardziej ujemne "piki" w burzach z października 2003 roku wyniosły kolejno -353 i -383nT. W krótkotrwałym ujęciu można by więc uznać, że pod tym względem majowa burza ekstremalna przewyższyła intensywnością burzę z 29-31.10.2003 roku, tyle że jednorazowy pik DST jest tu zawsze słabszym wyznacznikiem przez fakt, że jest to wartość uśredniana znacznie częściej, niż globalny indeks Kp, a przez to podlegająca większym i częstszym wahaniom.
Z tego też powodu nie jest ona stosowana za podstawową, w przeciwieństwie do globalnego Kp, a w takim ujęciu majowa burza 2024 nie tylko przyniosła mniej okresów z aktywnością ekstremalną, ale całościowo trwała też o blisko dobę krócej, niż wydarzenie z końca października 2003 roku. Nawet gdyby chcieć udowadniać przewagę majowej burzy nad tymi z 23. cyklu słonecznego na podstawie indeksu DST, to wciąż 23. cykl był w stanie zapewnić nam burze o jeszcze większym DST - choćby 3 tygodnie później - 20.11.2003 r. kiedy podczas kolejnej ekstremalnej burzy magnetycznej minimalny DST wyniósł aż -422nT.
Od góry: Globalny indeks zaburzeń ziemskiego pola magnetycznego w okresie 19-22.11.2003 r. Ledwie 3 tygodnie po najsłynniejszych burzach magnetycznych kategorii G5 23. cyklu nadeszła kolejna, która 20.11.2003 r. przyniosła minimalny indeks DST na poziomie -422nT (po środku), o 10nT niższy, niż w burzy G5 z maja 2024 i o aż 39/69nT niższy od obydwu minimalnych wartości odnotowanych w burzy z 29-31.10.2003 r. (na dole). Zdarzenie z przełomu drugiej i trzeciej dekady listopada 2003 było efektem uderzenia CME niosącego wiatr słoneczny o zarejestrowanym przez sondę ACE w punkcie L1 natężeniu maksymalnym rzędu 56nT i równie silnie południowym kierunku Bz -56nT czerpiącym pełnię możliwości z dostępnego potencjału. Burza jednak trwała tylko 27 godzin, będąc ponad dwukrotnie krótszą od wydarzeń sprzed trzech tygodni. Credit: NOAA/SWPC/WDC Kyoto
No, ale mamy teraz zdjęcia z Portoryko, ktoś powie. Fakt, że podczas majowej burzy zarejestrowano zorzę polarną z szerokości zwrotnikowych jak Namibia czy Portoryko nie musi przechylać szali zwycięstwa na rzecz najnowszej burzy tylko dlatego, że w 2003 roku takich obserwacji nie wykonano. Porównując suche liczby nie możemy zapominać o jeszcze innej przepaści, jaka dzieli rok 2003 i 2024 - tej technologicznej. Najzwyczajniej w świecie zmieniły się i w to w sposób nieporównywalny - możliwości techniczne rejestracji takich zjawisk i o ile w 23. cyklu bez lustrzanki ze statywem nie było co myśleć, o tyle teraz wystarczy wyjęcie z kieszeni dowolnego telefonu z aparatem mającym tryb parosekundowego naświetlania, oparcie go o cokolwiek i po chwili można mieć zdjęcie zorzy polarnej - w sposób, o którym w 2003 roku mało kto myślał. Podsumowując, majowa burza nie była ani dłuższa od burz końca października 2003 roku, ani bardziej obfita w aktywność ekstremalną, którą przyniosła na skalę o 3 godziny krótszą. Wszystko więc tak na dobrą sprawę zależy od tego, jakie parametry zestawimy.
Majowa burza a ostatnie burze G5 fazy schyłkowej 23. cyklu
Trochę ich było i na tym tle dopiero majowa burza, którą niedawno doświadczyliśmy może czuć się jako zwycięska. Do 10 maja 2024 roku ostatnim dniem, w którym globalny indeks Kp dobił do 9 był 11 września 2005 roku, w efekcie serii CME uwolnionych ku Ziemi między 7 a 10 września, m.in. po rozbłyskach klasy X17 oraz X6.2 oraz mniejszych erupcji. Początkowo globalny indeks Kp wzrósł 10 września tylko do 5 (burza G1) w efekcie dotarcia flanki CME po rozbłysku klasy X17 zaistniałym 3 dni wcześniej, z jedynie niewielką składową wymierzoną w Ziemię. Jednak już 11.09 zaburzenia zostały wzmocnione do kategorii G5 uderzeniem potężnego CME uwolnionego w rozbłysku klasy X6.2 bezpośrednio ku Ziemi niespełna dwa dni wcześniej.
Na następną burzę kategorii G5 musieliśmy zatem czekać niemal 19 lat, choć ta ostatnia dotychczasowa nie była szczytem możliwości Słońca jak na 23. cykl - trwała wprawdzie 30 godzin, ale aktywność ekstremalną osiągała jedynie przez 3 godziny, w interwale zarejestrowanym 11.09 między 06 a 09 UTC*. Parametry Bt/Bz pozostawały wyraźnie niższe od tych w maju 2024, przekraczając momentami jedynie 30/-30nT, choć przy prędkości wiatru około 1000 km/sek. i po wcześniejszych impaktach okazały się wystarczające, tak jak 11 maja 2024 przed południem wystarczył impakt CME z Bt do 30nT by wznowić stan burzy ekstremalnej.
Po lewej: burza magnetyczna kategorii G5 z 15.05.2005 r. stanowiła jeden z ostatnich przypadków skrajnego rozwinięcia aktywności geomagnetycznej, choć całe wydarzenie trwało tylko 12 godzin. Podczas tej burzy natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego wzrosło do 56nT, maksymalnie odbicie południowego Bz wyniosło -45nT, ale szybkie pogarszanie warunków po szczycie zaburzeń doprowadziło do dynamicznego wygaszenia burzy. Credit: NOAA/SWPC. Po prawej: ostatnia kiedykolwiek dotąd obserwowana burza magnetyczna kategorii G5 z 11.09.2005 r. była dość długotrwałą, nie wygasając przez 30 godzin, choć przez większość okresu utrzymywała aktywność w niskiej i umiarkowanej kategorii G1-G2. Credit: NOAA/SWPC
Najnowsza majowa burza ekstremalna wypadła niemal w 19. rocznicę jednej z ostatnich w 23. cyklu burz magnetycznych kategorii G5 (15.05.2005), tak więc i do niej możemy poczynić pewne porównanie. Przed 19 laty skrajna aktywność geomagnetyczna utrzymała się tylko 3 godziny - towarzyszyła jej wprawdzie przez następne 3 godziny burza kategorii G4, ale całe wydarzenie zamknęło się w okresie jedynie 12 godzin. Podczas burzy G5 z maja 2005 roku w efekcie uderzenia CME najwyższa zmierzona wartość natężenia pola magnetycznego (Bt) osiągnęła aż 56nT, a południowy kierunek Bz osiągał -45nT. Ujemne wartości tej składowej napędzające aktywność burzy utrzymały się 3 godziny, w tym blisko półtorej plasowały się nieustannie poniżej -20nT. Prędkość wiatru była porównywalna z niedawną burzą, często utrzymując się powyżej 850 km/sek., ale i zachowując bezpieczny dystans wobec bariery 1000 km/sek. Podczas pojedynczego epizodu z burzą ekstremalną, nawet na tak niskich jak 41. stopień szerokościach geograficznych zorze polarne były w stanie zatańczyć w samym zenicie - zaobserwowano je wówczas m.in. w Dwight w amerykańskim stanie Illinois. Było to przedostatnie do 2024 tak intensywne wzburzenie pogody kosmicznej, które w 23. cyklu słonecznym parametrami Bt/Bz zostało poprawione jedynie burzą G5 z 24-25 sierpnia 2005 roku.
Po lewej: globalny indeks zaburzeń ziemskiego pola magnetycznego podczas burzy magnetycznej kategorii G5 z 24.08.2005 r. Był to przedostatni w ogóle przypadek maksymalnego wzburzenia aktywności geomagnetycznej, a ostatni do maja 2024 przy tak podwyższonych parametrach Bt/Bz. Jednocześnie był on zaledwie 3-godzinny, z burzą łącznie trwającą jedynie 21 godzin, z czego aż 12 godzin przypadło na kategorię G1-G2. Credit: NOAA/SWPC. Po prawej: warunki wiatru słonecznego podczas burzy magnetycznej kategorii G5 z 24.08.2005 r. Imponujący wzrost całkowitego natężenia pola magnetycznego wiatru z 11 do aż 59nT i południowy kierunek pola (Bz) rzędu -56nT - było to drugie największe zbliżenie do warunków magnetycznych z końca października 2003 roku (pod względem maksymalnego odchylenia Bz nawet korzystniejsze, lecz zbyt krótkotrwałe i przy ponad 2-3-krotnie niższej prędkości) niż 2 lata wcześniej. Bardziej do burz z października 2003 zbliżyła się tylko burza G5 z listopada 2004 roku, która przyniosła wzrost natężenia Bt do 61nT i długotrwale silnie południowe skierowanie Bz poniżej -40nT, choć także przy prędkościach 2-3 krotnie niższych, niż burza z 2003 roku. Credit: SWPC
Przypadek burzy magnetycznej kategorii G5 z 24.08.2005 r. stanowił ostatni jak dotąd moment, w którym pole magnetyczne napływającego na Ziemię wiatru słonecznego ulega tak znacznemu nasileniu. Natężenie całkowite (Bt) na poziomie 59nT i Bz opadający do -56nT stanowić mogły wówczas przepis na znacznie bardziej długotrwałą burzę mogącą stawać w szranki z wydarzeniami października 2003 czy listopada 2003 i 2004 roku, jednak jak w przypadku wszystkich burz ekstremalnych lat 2004-2005 tak i tym razem zabrakło prędkości, która pozostawała 2-3 krotnie niższa oraz dłuższych okresów równie silnie ujemnej składowej Bz.
Pod względem piku samej głównej wartości Bt, w dniu 10 maja 2024 roku wspięliśmy się na wyższy poziom, niż w wielu nie tylko ostatnich burzach G5, ale powyżej większości burz ekstremalnych dotąd obserwowanych przez ostatnie dekady. Nawet w samym tylko intensywnym 23. cyklu była tylkojedna sytuacja z silniejszym natężeniem Bt: 81nT (i z Bz -78nT) 06.11.2001 roku, które zarazem jest najwyższym zmierzonym natężeniem w punkcie L1 od czasu obecności tam sond. Sęk w tym, że tak silnie południowy Bz nie utrzymał się wtedy nawet 3 godzin przechodząc na dodatnie wartości szybko blokujące cały ten potężny potencjał wiatru, skutkiem czego globalny indeks Kp dobił tylko do 8, a burza ograniczyła się do kategorii G4. Tym razem nie tak imponujący co wtedy, ale długotrwale ujemny Bz poniżej -40nT zapewnił nam półtorej doby niegasnącej burzy osiągającej najwyższą kategorię, zatem na tle większości burz dotąd rejestrowanych przez ACE lub DSCOVR można rzec, że pierwsza burza G5 z 25. cyklu słonecznego przynajmniej w takim sensie była zwycięska: przyniosła najwyższą zmierzoną wartość Bt (w krótkotrwałym szczycie) spośród burz będących jednocześnie najwyższej kategorii. W czasie trwania jednak nie pobiła ani burz z października 2003, ani nawet tej z 8-10 listopada 2004 roku, kiedy w nieco ponad rok po najsilniejszych burzach 2003 roku ekstremalna aktywność geomagnetyczna rozciągnęła się na 15 godzin (choć w dwóch osobnych burzach z 07/08.11 i 09/10.11), by przez kolejnych 12 godzin utrzymywać się w kategorii G4 i jeszcze następnych 15 godzin w kategorii G3.
Burza magnetyczna kategorii G5 z 10-12 maja 2024 r. trwała łącznie 39 godzin, co stanowi okres nieco powyżej 1,5 doby. Na 9 godzin przypadła aktywność ekstremalna (G5), równie imponujące 18 godzin z wciąż ciężkim szokiem dla magnetosfery (G4) i 12 godzin z aktywnością silną (G3) w ostatniej części burzy w noc z 11 na 12 maja. Najwyższa aktywność przypadła między 6. a 12. godziną burzy oraz między 18. a 21. godziną burzy. Naturalnie czyni ona z poprzedniego 24. cyklu słonecznego niechlubny wyjątek w najnowszej historii, który nie przyniósł nam ani jednej burzy ekstremalnej, a nie nową zasadę, która miałaby się rozciągnąć na więcej, niż jeden cykl. To cieszy, tym bardziej, że Słoneczne Maksimum 25. cyklu wciąż ma wiele do powodzenia w najbliższych kilku-kilkunastu miesiącach.
Zestawienie globalnego indeksu Kp (zaburzenia ziemskiego pola magnetycznego) za okres 10-12.05.2024 r. (pojedyncza wartość to epizod 3-godzinny). Po sześciu godzinach ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4 na przytoczone wyżej warunki wiatru słonecznego ziemskie pole magnetyczne odpowiedziało wzrostem indeksu do 9, górnego krańca skali (burza G5) po raz pierwszy po 19-letniej przerwie i tym samym po raz pierwszy w 25. cyklu aktywności słonecznej. W drugą noc po rozpoczęciu burzy aktywność jej pozostawała silna (G3), po czym po 39 godzinach od uderzenia inicjującego burza wygasła. Ostatni okres burzowy (G3) sklasyfikowany został 12.05 między 03:00 a 06:00 UTC. Credit: NOAA/SWPC
Ekstremalna burza magnetyczna kategorii G5 10-12.05.2024 r. w liczbach
- czas trwania: 39 godzin
- czas od pierwszego rozbłysku z CME do impaktu w Ziemię: 59 godz. 30 min. (2 dni 11,5 godz.)
- najwyższe natężenie (Bt) pola magnetycznego: 73nT - 2. najwyższa wartość od początku obserwacji ACE/DSCOVR (10.05 21:51 UTC)
- najsilniejsze południowe odchylenie kierunku (Bz) pola mag.: -50nT (10.05 21:51 UTC i 11.05 00:48 UTC)
- łącznie tylko nieco ponad 6,5 godziny północnego Bz na 39 godzin z całej burzy - minimalny indeks DST: -412nT (11.05 03:00 UTC)
- najwyższa zarejestrowana gęstość wiatru: 56p/cm3 (10.05 19:15 UTC)
- najwyższa zarejestrowana prędkość wiatru: 1005 km/sek. (12.05 00:55 UTC) - najodleglejsza od biegunów rejestracja zorzy polarnej: Portoryko (18,2°N)
- kategorie aktywności burzy w relacji do czasu: ekstremalna (G5) 9 godzin, ciężka (G4) 18 godzin, silna (G3) 12 godzin
DODATEK #1 Burzowy okres pogody kosmicznej w Majówkę 2024
Krótko po rozpoczęciu długiego weekendu majowego, do Ziemi dotarły dwa koronalne wyrzuty masy odseparowane od siebie o kilka raptem godzin z erupcji filamentów mających miejsce pod koniec kwietnia. Najpierw 2 maja około godz. 07:30 UTC zaznaczył się niewielki ruch w warunkach wiatru słonecznego, najpewniej związany z nieco opóźnionym CME modelowanym przez SWPC na pierwszy majowy wieczór. Zmiana warunków wiatru słonecznego nie była imponująca, jak też nie dająca pełnej jasności co do swojej przyczyny - była widoczna, ale dość wątpliwa jak na CME. Natężenie pola magnetycznego (Bt) wzrosło z 4 do 13nT, przy stabilnym korzystnie południowym kierunku (Bz) rzędu -8 do -12nT dawało pewne szanse na wywołanie stanu burzy magnetycznej, choć z uwagi na słabe parametry gęstości i prędkości (odpowiednio około 5p/cm3 i około 350 km/sek.) raczej niezbyt aktywnej.
Powody zmian w warunkach wiatru słonecznego przestały budzić jakiekolwiek wątpliwości co do ich przyczyn z biegiem dnia, gdy nadeszło następne uderzenie. Około godz. 13:15 UTC odnotowany został bardziej zauważalny wzrost natężenia pola magnetycznego (Bt) wiatru słonecznego z 10 do blisko 20nT, przy wyraźnym nasileniu południowego kierunku pola (Bz) do -18nT, niewielkim skoku prędkości z 350 do nieco ponad 400 km/sek. i drobnym wzroście gęstości z 5 do około 10 protonów/cm3. Zmiana głównych parametrów wskazuje jednoznacznie na uderzenie CME. Było jasne, że nasielenie Bt niemal do 20nT (wówczas najwyższa wartość od czasu silnej burzy G3 z 19 kwietnia) daje duże szanse na wyraźniejsze rozwinięcie aktywności geomagnetycznej. W związku z dominującą pogodną aurą nad Polską było to pożądane szczególnie silnie, choć do wieczora wciąż była daleka droga.
Po godz. 17:00 CEST natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego przekraczało 20nT i osiągnęło maksymalną tego dnia wartość 22nT, przy stabilnie południowym kierunku (Bz) na poziomie około -12nT i przy gęstości dochodzącej do 20p/cm3. Zaowocowało to słabą burzą magnetyczną kategorii G1, ale już przed 18:30 CEST przekroczyliśmy próg burzy umiarkowanej (G2). W tym czasie wystąpiły także krótkotrwałe wahania w skierowaniu Bz i przejścia tej składowej na wartości dodatnie (północne) - okazały się one jednak zbyt krótkotrwałe dla wygaszenia aktywności.
Po 19:30 CEST powróciliśmy do stabilnego bardzo korzystnego kierunku Bz rzędu -17nT przy natężeniu Bt 20nT, co było niemal pełnym wykorzystywaniem dość dużego już potencjału wiatru słonecznego i tuż po 20:00 CEST rozpoczęła się silna burza magnetyczna kategorii G3 będąca już kategorią gwarantującą widoczność zorzy polarnej z naszych szerokości geograficznych. Poczekawszy na nieco głębszy zmierzch, po godz. 21:00 pojawiły się pierwsze potwierdzenia obecności zorzy polarnej nad Polską. Relacje spłynęły m.in. z Podlasia, Warmii i Mazowsza.
Indeks zaburzeń ziemskiego pola magnetycznego w okresie 1-3 maja 2024 r. Silna burza magnetyczna kategorii G3 w noc z 2/3 maja okazała się zdarzeniem 9-cio godzinnym, choć pierwsze epizod aktywność zjawiska plasowała się w słabej kategorii G1. Credit: NOAA/SWPC
Burza magnetyczna trwała 9 godzin między 15:00 a 00:00 UTC, na które złożyły się dwa epizody z burzą silną (G3) i jeden z umiarkowaną (G2). Przejście skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego na północne w drugiej połowie nocy wygasiło aktywność burzy, która już nie została wznowiona.
Zorza polarna 02.05.2024 r. w pojedynku z resztkami zachmurzenia od północnej strony. Po lewej jeden z kadrów z przelotem drugiego stopnia rakiety Falcon 9. Sony A7SII+Samyang 18mm f/2.8, ISO 640, eksp. 8 sek.
Niespodziewaną dodatkową atrakcją tej burzy był przelot nad Polską deorbitującego górnego stopnia rakiety Falcon 9, która zaledwie półtorej godziny przed zmierzchem wyniosła z bazy Vandenberg w Kalifornii dwa satelity WorldView Legion 1 i WorldView Legion 2 dla Maxar Technologies. Szczęśliwy los chciał, by tym razem to nad Europą Środkową, w tym Polską, następowały odpalenia manewrowe przygotowujące górny stopień Falcona 9 do deorbitacji. W efekcie odpaleń, wielu obserwatorów mniej, niż w półtorej godziny po starcie ujrzało nad naszym krajem przelatujący drugi stopień rakiety z widowiskową otoczką przybierającą zależnie od pozycji obserwatora rozmaite kształty. Szerszą relację o wlatującym w purpurę zorzy polarnej drugim stopniu Falcona zawarłem w tym tekście, poniżej zorzowe materiały jakie udało się zgromadzić czytelnikom.
Autorka: Ala Wi - Hutki na Roztoczu, lubelskie
Autorka: Aneta Bieryt - Radłów k. Tarnowa, małopolskie
Autor: Arkadiusz Kurowski - Jaworzno, śląskie
Autorka: Daria Skrzat - Warszawa, mazowieckie
Autor: Dawid Kaleta - Żegociny, małopolskie
Autor: Dawid Kaleta - Żegociny, małopolskie
Autor: Dominik Wolanin - Zosin, lubelskie
Autorka: Karolina Nowikowska - Ośno, lubuskie
Autorka: Mar Qzma - Sokółka, podlaskie
Autor: Michał Kurzak - Sudzinek, łódzkie
Autor: Michał Kurzak - Sudzinek, łódzkie
Autor: Paweł Reducha - Biała Podlaska, lubelskie
Autor: Paweł Reducha - Biała Podlaska, lubelskie
Autorka: Sylwia Borowiec - Świdnik, lubelskie
Autorka: Sylwia Borowiec - Świdnik, lubelskie
Autor: Wojciech Nadziałek - Piórków, świętokrzyskie
Autor: Łukasz Wołos - Okolice Pionek k. Radomia, mazowieckie
Autor: Łukasz Wołos - Okolice Pionek k. Radomia, mazowieckie
Słaba burza magnetyczna kategorii G1 (06.05.2024)
W noc z 5 na 6 maja pomiędzy godz. 00:00 a 03:00 UTC zarysował się pojedynczy epizod ze słabą burzą magnetyczną kategorii G1. Był on także jedynym okresem burzowej pogody kosmicznej za tę dobę. Podczas dominacji południowego skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego o wartości około -12nT i nasileniu Bt do 13nT, zorze polarne w tym pojedynczym interwale zostały zarejestrowane nie tylko z Polski, ale też... niskich szerokości geograficznych, nawet z krajów takich jak Słowacja lub Czechy.
Stanowi to jeden z najdalszych wysuniętych ku południu przypadków rejestracji zorzy podczas zaledwie słabej burzy magnetycznej kategorii G1 w bieżącym cyklu słonecznym. Pozwala to także z łatwością uznać, iż była to jedna z tych burz najniższej kategorii, które umożliwiają sfotografowanie zorzy polarnej z całej Polski, łącznie z jej południowych granic.
Nad ranem natężenie całkowite (Bt) wzrosło do maksimum wynoszącego 16nT, ale wobec dominacji północnego Bz nie miało to już znaczenia dla aktywności geomagnetycznej. Po trzech godzinach burza zanikła, a warunki wiatru słonecznego powróciły do codziennych wartości. Pomimo bardzo krótkotrwałej burzy niektórzy czytelnicy ponownie osiągnęli sukces w rejestracji zorzy polarnej.
Autorka: Karolina Nowikowska - Ośno, lubuskie
Autorka: Karolina Nowikowska - Ośno, lubuskie
Autorka: Małgorzata Maćkowiak-Bartczak - północ Poznania, wielkopolskie
DODATEK #2 Umiarkowana burza magnetyczna kategorii G2 (17-18.05.2024)
Ostatnia w tym zbiorczym tekście burza magnetyczna jest burzą, której właściwie miało nie być, a która okazała się dla wielu miłym początkiem następnego weekendu po poprzednim z burzą ekstremalną. 14 maja nieco na wschód od centrum tarczy słonecznej doszło do erupcji filamentu (protuberancji widzianej "z góry"), której towarzyszyło uwolnienie koronalnego wyrzutu masy. Zjawisko nie było ani energetycznie uwolnione, ani szczęśliwie ukierunkowane - zdecydowana większość materii została wyrzucona na wschód od linii Słońce-Ziemia, a jedynie skrajna flanka zachodnia tego CME miała dotrzeć do Ziemi po trzech dobach przynosząc krótkotrwałe zaburzenie warunków.
Model WSA-Enlil agencji SWPC prognozował dotarcie tej flanki w piątek 17.05 około godz. 05:00 UTC, co w razie krótkotrwałego wpływu CME na pogodę kosmiczną rodziło ryzyko, że aktywność ewentualnej burzy ucieknie nam w godzinach dziennych tak jak miało to miejsce ledwo dzień wcześniej, także przy okazji umiarkowanej burzy G2 po napływie fragmentu innego CME.
Tym razem jednak prognoza przeszacowała prędkość wyrzutu koronalnego i ten dotarł do Ziemi prawie 8 godzin po czasie sugerowanym przez model. Było to szczęśliwe spóźnienie. Impakt nastąpił dopiero po 12:30 UTC (14:30 CEST) i od początku zwiastował porównywalnie korzystny rozwój sytuacji co w burzy G2 dzień wcześniej, która zakończyła się zanim zmierzch dotarł do Polski. Skokowi prędkości z 400 do blisko 500 km/sek. nie towarzyszył wprawdzie wzrost gęstości cały czas utrzymującej się na niskim poziomie poniżej 10 protonów/cm³ i minimalizującej szansę na wyraźniejsze zorze, ale nasilenie natężenia pola magnetycznego wiatru słonecznego (Bt) z 6 do 17nT przy dominacji południowego skierowania (Bz) do -16nT czerpiącego niemal maksimum z dostępnego umiarkowanego potencjału pozwalało myśleć o rozwoju sytuacji do stanu burzy magnetycznej kategorii G2 i jej utrzymaniu do wieczora nad Polską. Były to wciąż godziny popołudniowe, ale do zmroku pozostawały nieco ponad 3 godziny - wciąż dużo, lecz już nie tyle co 12 godzin jak po uderzeniu CME z poranka dzień wcześniej.
O godz. 19:10 CEST osiągnęliśmy próg burzy słabej (G1), o 21:28 CEST - umiarkowanej (G2) i tu już robiło się naprawdę przyjemnie. Zmrok nad Polską i nasilenie burzy do kategorii wiążącej się z szansą na widoczność zorzy polarnej przynajmniej w północnej połowie kraju, przy dominacji pogodnego nieba nad tę połową, stwarzały niezapowiedzianie miłe rozpoczynanie weekendu.
Nie trzeba było długo czekać na sukces polskich obserwatorów. Pierwsze potwierdzenia zorzy polarnej nadeszły około 22:15 CEST, przy wciąż niezbyt głębokim zmierzchu, choć właśnie z bardziej centralnych lokalizacji - Pomorze musiało nieco uzbroić się w cierpliwość i wyczekać głębszego skrycia się Słońca pod horyzont. Pomimo, że burza osiągała jedynie kategorię G2, relacje o widoczności zorzy polarnej spłynęły także od czytelników z Lublina. Nie była to jednak aktywność burzy na miarę tej z poprzedniego weekendu. Zorza polarna momentami gasła na zdjęciach i jej widoczność nie miała charakteru ciągłego.
Podczas mojej obserwacji zorzy polarnej, którą czyniłem od około 22:20 do 00:30 CEST, zjawiska nie widziałem gołym okiem ani przez moment. Pomimo burzy umiarkowanej była to typowo fotograficzna obecność zorzy, której bez aparatu pod ręką nijak nie dałoby się potwierdzić. Sama widoczność na zdjęciach także nie miała charakteru ciągłego przez cały czas trwania burzy - zorza momentami przybierała na intensywności, a momentami przygasała wymagając nawet kilkudziesięciu sekund ekspozycji, aby dopiero bardzo delikatną purpurową poświatę nad północnym horyzontem dało się dostrzec. Szerszą relację zamieściłem w tym tekście, poniżej zaś kolejny przykład owocnie spędzonych chwil pod gołym niebem przez czytelników.
Autor: Adrian Wawerek - okolice Lubartowa, lubelskie
Indeks zaburzeń ziemskiego pola magnetycznego w okresie 16-18 maja 2024. Widoczne dwie umiarkowane burze magnetyczne kategorii G2, zarówno 16.05 w godzinach południowych jak i w noc z 17/18.05 z korzystnym maksimum o zmroku nad Polską. Obie burze zakończyły się po 9 godzinach, choć aktywność drugiej była nieco wyższa. Łącznie była to piąta noc w samym tylko maju z możliwością zarejestrowania zorzy polarnej z obszaru Polski, po burzach G3 z 02.05, G1 z 06.05 i G5 10/11 oraz 11/12.05.2024 r. Credit: NOAA/SWPC
Burza magnetyczna trwała łącznie 9 godzin, na które złożył się epizod z burzą umiarkowaną (G2) oraz dwa epizody z burzą słabą (G1). Burza trwała od godz. 15:00 do 00:00 UTC (17:00 - 02:00 CEST), dość dobrze więc wpisała się w godziny nocne dla Polski, pozostając aktywną aż do godz. 02:00 nad ranem. Co więcej, najwyższa aktywność geomagnetyczna przypadła na środkowy interwał między godz. 20:00 a 23:00 CEST, czyli akurat na postępujący nad naszym krajem zmierzch. Była to 4. burza magnetyczna w maju, druga umiarkowana kategorii G2 (po poprzedniej z 16.05), po silnej (G3) z 2 maja i ekstremalnej (G5) z 10/11 maja, a zarazem piąta noc w samym tylko maju z możliwością zarejestrowania zorzy polarnej z terenu Polski.
Nieco ponad połowa miesiąca wyrobiła zatem niemal pełną normę w aktywności geomagnetycznej za cały I kwartał 2024 r. i co poniektórzy mogą jedynie trochę kręcić nosem, że stało się to wszystko w początkach sezonu białych nocy, zamiast w długie i ciemne noce astronomiczne jesieni czy zimy. Z drugiej strony jednak chyba lepiej się stało, że wydarzenia dziś podsumowane przypadły na pełnię statystycznie najpogodniejszej pory roku, bo cóż nam po nocach astronomicznych, skoro niemal notorycznie umykają nam one ponad grubym zachmurzeniem.
Nie mniej - nie wszyscy mieli szczęście do pogodnego nieba w najważniejszą noc z 10 na 11 maja, zatem kończąc żartobliwie zostawiam w tym miejscu apel do Słoneczka, by nie spoczęło na laurach! Pierwsza burza ekstremalna jeszcze nie czyni całego cyklu satysfakcjonującym, zwłaszcza, że poprzedni nie dał nam takiej ani razu, choć średnio występują po 4 na cykl - traktujmy więc wydarzenia przełomu pierwszej i drugiej dekady maja za jedynie przecierające szlak na kolejne miesiące i kwartały Słonecznego Maksimum. Wiemy już, że stać Słońce w tym cyklu na rozpędzone do krańca skali burze magnetyczne - miejmy więc nadzieję, że po tym przełamaniu po bez mała dwóch dekadach Dziennej Gwieździe spodoba się dostarczanie nam takich atrakcji i 25. cykl aktywności słonecznej z nawiązką nadrobi braki w burzach ekstremalnych tak dotkliwe dla miłośników zórz polarnych w cyklu poprzednim.
☀☀☀☀☀
Na koniec chcę serdecznie podziękować wszystkim z Was, Drodzy czytelnicy, za nadesłanie zdjęć rozmaitymi drogami jak i relacje, które w wielu przypadkach stanowiły nie mniej interesujący dodatek do otrzymanych wiadomości. Skrzynka tym razem została zasypana na całego, bardzo się cieszę z Waszej aktywności i pięknych zdjęć, ale przyznam, że o wiele więcej radości sprawiło mi to, co ukryte, czego na zdjęciach nie widać. Czytanie tych wszystkich wrażeń i emocji jakimi się wielu z Was podzieliło w nadesłanych mailach, zwłaszcza od osób, którym zorza polarna dana była po raz pierwszy, Wasza rekordowa obecność na witrynie w tych emocjonujących dniach, miłe słowo i owocne korzystanie z materiałów, jakie staram się tu przygotować, są dla mnie najprzyjemniejszą nagrodą, motorem dla dalszej popularyzacji tych tematów, a często też dowodem, że po prostu doceniacie tę blogową, polską wysepkę w bezkresach Internetu, którą jest mi dane od 15 lat redagować. Bardzo miło mi z tego powodu i pozostaje mi życzyć Wam jak i sobie aby Słońce nadal dostarczało nam nie mniej wrażeń, niż dotychczas.
Autorski komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona Solar Update
Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych dostępne na podstronie Pogoda kosmiczna
ftytBądź na bieżąco z tekstami, zapowiedziami, alarmami zorzowymi i wiele więcej - dołącz do stałych czytelników blogana Facebooku, obserwuj blogna Twitterze, subskrybuj materiały na kanale YouTube lub zapisz się doNewslettera.
Komentarze
Prześlij komentarz
Zainteresował Ciebie wpis? Masz własne spostrzeżenia? Chcesz dołączyć do dyskusji lub rozpocząć nową? Śmiało! :-)
Jak możesz zostawić komentarz? - Instrukcja
Pamiętaj o Polityce komentarzy
W komentarzach możesz stosować podstawowe tagi HTML w znacznikach <> jak b, i, a href="link"