Ziemi zagrażają tornada kosmiczne. Naukowcy ostrzegają
Słońce znów daje o sobie znać. Naukowcy ostrzegają, że nasza planeta zmaga się z nowym rodzajem zagrożenia, tzw. tornadami kosmicznymi. Te wirujące strumienie plazmy potrafią zakłócić działanie satelitów, sieci energetycznych i samolotów. A my wciąż mamy za mało narzędzi, by je przewidzieć.
Ziemia coraz częściej doświadcza skutków gwałtownych zjawisk pochodzących ze Słońca, które, podobnie jak zwykłe silne burze, potrafią siać spustoszenie. W maju 2024 roku rozbłyski na powierzchni naszej gwiazdy wysłały w stronę planety potężne strumienie naładowanej plazmy. W efekcie zakłócone zostały orbity satelitów, energetyka doświadczyła black outu, a niektóre samoloty musiały zmienić trasy.
Tornada w kosmosie też istnieją. I zagrażają Ziemi
Zespół badaczy z Uniwersytetu Michigan (UM) odkrył, że jeszcze groźniejsze od znanych koronalnych wyrzutów masy (CME) mogą być mniejsze, trudniejsze do wykrycia formacje plazmy. Naukowcy nazwali je "tornadami kosmicznymi". W październiku 2024 roku w The Astrophysical Journal opisali nowe symulacje komputerowe, które pozwalają zrozumieć ich działanie. Te zawirowania mają średnicę od zaledwie 5 tysięcy do niemal 10 milionów kilometrów, ale ich pola magnetyczne mogą być wystarczająco silne, by wywołać burze geomagnetyczne.
Nasza symulacja pokazuje, że pole magnetyczne w tych wirach może być wystarczająco silne, by wywołać burzę geomagnetyczną i spowodować prawdziwe kłopoty.
- Nasza symulacja pokazuje, że pole magnetyczne w tych wirach może być wystarczająco silne, by wywołać burzę geomagnetyczną i spowodować prawdziwe kłopoty - dodał naukowiec UM.
Według modeli, wiele z tych wirujących struktur powstaje, gdy koronalny wyrzut masy przemieszcza się przez wolniejszy wiatr słoneczny. Oddziaływanie przypomina pług śnieżny, który spycha śnieg na pobocze. Tylko w tym wypadku "śniegiem" są naładowane cząstki plazmy. Czasem tornado kosmiczne po prostu się rozpada, ale bywa, że trafia w Ziemię, powodując zakłócenia w sieciach energetycznych czy komunikacji. Obecne teleskopy rejestrujące CME nie są w stanie ich zauważyć. - To kwestia bezpieczeństwa narodowego. Musimy proaktywnie wykrywać struktury takie jak te i przewidywać, jak będą wyglądały w pobliżu Ziemi, by wydawać wiarygodne ostrzeżenia dla planistów sieci energetycznych, dyspozytorów lotniczych i rolników - podkreślił współautor badań dr Mojtaba Akhavan-Tafti.
Naukowcy mają plan. SWIFT i żagiel słoneczny
Rozwiązaniem może być projekt SWIFT (Space Weather Investigation Frontier), nad którym pracuje zespół dra Akhavana-Taftiego. Zakłada on wysłanie czterech identycznych satelitów w formacji przypominającej piramidę, uzupełnionych o piąty (centralny) obserwujący Słońce. Taka konstelacja mogłaby przyspieszyć czas ostrzeżeń o 40 proc. i dostarczyć danych z wielu kierunków jednocześnie. Manchester porównał obecne możliwości do "monitorowania huraganu zdalnie, mając do dyspozycji tylko jeden wiatromierz".
Zobacz również:
Największym wyzwaniem jest jednak paliwo. Sonda znajdująca się najbliżej Słońca musiałaby zużyć ogromne jego ilości, by utrzymać pozycję. Naukowcy widzą jednak nadzieję w technologii żagli słonecznych, lekkich aluminiowych powierzchni zdolnych do wykorzystania energii fotonów jako napędu. NASA testuje to rozwiązanie w ramach osobnej misji Solar Cruiser. Na razie SWIFT pozostaje koncepcją, ale jego pomysłodawcy wierzą, że to dopiero pierwszy krok ku systemom, które pozwolą nam w porę dostrzegać kosmiczne tornada.
Publikacja: W. B. Manchester IV et al., 2025, High-resolution Simulation of Coronal Mass Ejection-Corotating Interaction Region Interactions: Mesoscale Solar Wind Structure Formation Observable by the SWIFT Constellation, ApJ, 992 51
