Avaruussäähäiriöitä ja supermyrskyjä syntyy myös kun Aurinko on hiljainen

Avaruussäällä tarkoitetaan Auringosta johtuvia häiriöitä Maan lähiavaruudessa. Merkittävimmät avaruussäähäiriöt aiheuttaa Auringosta purkautuvat valtavat plasmapilvet (CME; coronal mass ejection). Avaruussää ei tuota vain kauniita revontulia, vaan esimerkiksi haittaa sähkönsiirtoa, aiheuttaa korroosiota öljy- ja kaasuputkissa, häiritsee satelliittipaikannusta, sekä radio- että lentoliikennettä, ja saattaa myös vahingoittaa ja tuhota satelliitteja ja vaarantaa astronauttien terveyden. Toistaiseksi suurin raportoitu myrsky on ollut vuoden 1859 Carringtonin myrsky, jolloin revontulia nähtiin Havaijia myöten.

Yhteiskuntamme on riippuvainen avaruusteknologiasta, jota auringonpurkaukset voivat vahingoittaa. Pahimmat skenaariot avaruussään haittavaikutuksista liikkuvat maailmanlaajuisen tieto- ja sähköverkoston romahtamisessa.

- Tämä on tehnyt avaruussäätutkimuksesta tärkeää ja ajankohtaista, sanoo tutkija Emilia Kilpua Helsingin yliopistosta, joka on yksi Nature-artikkelin kirjoittajista.

Nature Communications -julkaisussa 18.3.2014 tutkijat kirjoittavat supermyrskystä, joka tapahtui heinäkuussa 2012. Tuolloin Auringosta lähtenyt CME ei osunut Maahan, mutta törmäsi STEREO-A luotaimeen, joka oli silloin noin 120 astetta Maasta. Luotain havaitsi yhdet suurimmista mitatuista aurinkotuulen nopeuksista ja magneettikentistä mitä Maan kiertoradan etäisyydellä koskaan on mitattu.

Supermyrsky kasvaa useista yhteen sulautuneista purkauksista

Tutkimus paljastaa useita uusia tuloksia niistä olosuhteista Auringossa ja planeettainvälisessä avaruudessa, joita tarvitaan supermyrskyn syntymiseen. Ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia äärimmäisten avaruussäähäiriöiden syitä antoi aurinkotuulimittausten yhdistäminen kattaviin moderneihin kaukomittauksiin Auringosta.

Kansainvälinen tutkijaryhmä päätyy ehdottamaan, että oleellista on kahden nopean ja äärimmäisen voimakkaan CME:n purkautuminen hyvin lähekkäin ja purkausten keskinäinen vuorovaikutus heti Auringon läheisyydessä.

Koronagrafi- ja ultraviolettivalohavainnot STEREO- ja SOHO-luotaimilta heinäkuussa 2012 osoittavat, että Auringosta purkautui kaksi prominenssia ja CME:tä vain noin kymmenen minuutin päästä toisistaan. Vain muutaman Auringon säteen päässä Auringosta CME:t olivat jo sulautuneet yhteen. Lisävahvistusta sulautumiselle lähellä Aurinkoa saatiin tarkastelemalla CME:iden ratojen muutoksia ja havainnoimalla CME:ihin liittyneitä roihupurkauksia.

Purkaukset syöksyivät Maahan alle vuorokaudessa, lähes yhtä nopeasti kuin Carringtonin myrskyn CME. Tämän mahdollisti purkausten valtava alkunopeus (yli 3000 km/s) ja edeltävän, hitaamman purkauksen aiheuttama harva aurinkotuuli, jonka vuoksi seuraavien purkausten hidastuminen oli hyvin vähäistä. STEREO-A:n mittaukset rekisteröivät purkauksen magneettikentän, nopeuden ja muita ominaisuuksia. Näitä käyttäen tutkijat arvioivat, että jos purkaus olisi iskeytynyt Maahan, se olisi aiheuttanut geomagneettisen myrskyn joka olisi ollut jopa suurempi kuin Carringtonin myrsky vuonna 1859.

Nyt julkaistut tutkimukset osoittavat, miten supermyrsky voi syntyä. Jotta purkauksen ominaisuudet voidaan ymmärtää kokonaisuudessaan, tarvitaan lisää havaintoja ja mittaustuloksia. Tutkijat kuitenkin arvelevat, että tuloksia voidaan käyttää tulevaisuudessa avaruussäämalleissa tutkimaan äärimmäisen auringonpurkauksen vaikutuksia Maan lähiavaruudessa.

Mielenkiintoista on myös huomata, että sekä heinäkuun 2012 myrsky että Carringtonin myrsky tapahtuivat verrattain heikon auringonsyklin aikana.

- Toisin kuin aiemmin on ehkä ajateltu, merkittäviä avaruussäähäiriöitä voi siis tapahtua myös silloin, kun Aurinko on hiljaisessa vaiheessaan, sanoo Emilia Kilpua.

Viite: Nature Communications 18.3.2014, Observations of an Extreme Storm in Interplanetary Space Caused by Successive Coronal Mass Ejections, http://www.nature.com/ncomms/index.html/about/archive/subject/npg_subject_638/archive/subject.html

Lisätiedot:

Akatemiatutkija Emilia Kilpua, Helsingin yliopiston fysiikan laitos, 050 415 5358, emilia.kilpua@helsinki.fi

Ystävällisin terveisin

Minna Meriläinen-Tenhu, tiedottaja, 050 4150316, minna.merilainen@helsinki.fi