Në maj të vitit 2024, një stuhi e jashtëzakonshme diellore shkaktoi shfaqjen e aurorave mahnitëse në qiell, në disa pjesë të botës ku dritat veriore dhe jugore shihen rrallë.
Por këto pamje spektakolare ishin vetëm shenjat më të dukshme të një çrregullimi të jashtëzakonshëm që po ndodhte në hapësirën përreth Tokës. Thellë brenda magnetosferës së planetit, rajonit të gjerë që kontrollohet nga fusha e tij magnetike, shkencëtarët po vëzhgonin diçka që nuk e kishin matur kurrë më parë drejtpërdrejt.
Ngjarja nisi kur një njollë e madhe diellore lëshoi disa shpërthime të fuqishme diellore në një periudhë të shkurtër kohore. Ndërsa re gjigante plazme të magnetizuara përshkonin hapësirën me shpejtësi, ato u bashkuan përpara se të përplaseshin me magnetosferën e Tokës. Stuhia që pasoi shkaktoi shqetësimin më të fuqishëm magnetik të matur ndonjëherë në rrymën unazore të Tokës, një rajon i gjerë me grimca të ngarkuara elektrikisht që rrethon planetin.
Për dekada me radhë, studiuesit kanë debatuar mbi origjinën e grimcave që përbëjnë këtë rrymë unazore. Dihet se ekzistojnë dy burime kryesore: era diellore, e cila transporton grimca të ngarkuara nga Dielli drejt hapësirës, dhe jonosfera e Tokës, një shtresë e atmosferës së sipërme e ngarkuar elektrikisht. Të dyja këto burime zakonisht furnizojnë grimca gjatë stuhive gjeomagnetike, dhe disa shkencëtarë prisnin që era diellore të mbetej një kontribuuese e rëndësishme edhe gjatë një ngjarjeje ekstreme, të shoqëruar nga një erë diellore veçanërisht e dendur.
Megjithatë, matjet e para të drejtpërdrejta të përbërjes së rrymës unazore gjatë një stuhie të kësaj madhësie zbuluan diçka të jashtëzakonshme. Grimcat që vinin nga era diellore kontribuuan shumë pak, ndërsa ato që vinin nga vetë atmosfera e Tokës mbizotëruan në një shkallë që nuk ishte vërejtur kurrë më parë.
Të publikuara në revistën Science Advances, gjetjet sugjerojnë se atmosfera e Tokës mund të luajë një rol shumë më të madh në përcaktimin e ashpërsisë së stuhive ekstreme gjeomagnetike nga sa kishin kuptuar më parë shkencëtarët. Meqenëse jonet mbizotëruese që vijnë nga Toka janë shumë më të rënda se grimcat e furnizuara nga era diellore, ato mund ta kenë forcuar shqetësimin magnetik dhe të kenë bërë që rryma unazore të arrinte intensitetin e saj maksimal në një distancë jashtëzakonisht të vogël nga planeti.
Ky zbulim forcon gjithashtu argumentet në favor të një misioni të propozuar satelitor japonez, i projektuar për të hetuar mënyrën se si grimcat atmosferike hyjnë në hapësirë dhe ndikojnë në stuhitë e fuqishme gjeomagnetike.
Si e çrregulloi stuhia e madhe diellore e majit 2024 fushën magnetike të Tokës
Më 10 dhe 11 maj 2024, re gjigante me grimca diellore të ngarkuara elektrikisht goditën magnetosferën e Tokës, duke shkaktuar një nga stuhitë më të fuqishme gjeomagnetike të dekadave të fundit. E njohur si “Stuhia Gannon” ose “Stuhia e Ditës së Nënës”, kjo ngjarje e çoi indeksin SYM-H, një tregues i shqetësimeve gjeomagnetike, në një vlerë minimale prej −518 nanotesla. Kjo përfaqësonte shqetësimin e dytë më të madh të regjistruar që nga viti 1981. Stuhia e mëparshme me fuqi të krahasueshme kishte ndodhur në nëntor të vitit 2004.
Edhe pse aurorat shumëngjyrëshe tërhoqën vëmendjen e gjithë botës, pasojat e stuhive të tilla mund të shtrihen shumë përtej qiellit të natës.
“Stuhitë super ose ekstreme gjeomagnetike nuk janë thjesht shfaqje mbresëlënëse drite. Ato paraqesin rrezik rrezatimi për anijet kozmike, ndërhyjnë në sinjalet GPS dhe komunikimet, si dhe mund të shkaktojnë ndërprerje të energjisë elektrike. Të kuptuarit e mënyrës se si zhvillohet një stuhi gjeomagnetike nuk është vetëm një çështje shkencore, por ka edhe pasoja konkrete në jetën reale”, tha Naritoshi Kitamura, autori kryesor i studimit dhe profesor asistent i emëruar në Institutin për Kërkimin e Mjedisit Hapësirë-Tokë (ISEE) në Universitetin e Nagoyas.
Një nga burimet kryesore të këtyre shqetësimeve magnetike është rryma unazore e Tokës. Ky brez gjigant grimcash energjetike të ngarkuara elektrikisht, kryesisht jone oksigjeni dhe hidrogjeni, qarkullon ngadalë rreth planetit, mijëra kilometra mbi ekuator.
Ndërsa jonet lëvizin, ato krijojnë një rrymë elektrike që prodhon fushën e vet magnetike. Kjo fushë kundërshton pjesërisht fushën magnetike natyrore të Tokës, duke e dobësuar atë në nivelin e sipërfaqes së tokës. Ndryshimet që rezultojnë janë ndër treguesit kryesorë që përdorin shkencëtarët për të ndjekur fuqinë e stuhive gjeomagnetike.
Sateliti japonez zbulon një burim të papritur të grimcave të stuhisë
Shkencëtarët arritën ta studionin stuhinë e majit 2024 me një hollësi të pazakontë falë satelitit japonez Arase, i cili u lëshua në hapësirë në vitin 2016 dhe operohet nga Agjencia Japoneze e Kërkimit Hapësinor (JAXA). Qendra shkencore ERG (Arase) operohet bashkërisht nga Instituti i Shkencës Hapësinore dhe Astronautike (ISAS)/JAXA dhe Instituti për Kërkimin e Mjedisit Hapësirë-Tokë në Universitetin e Nagoyas.
Arase përshkon rajonin e hapësirës ku formohet rryma unazore e Tokës. Instrumentet e tij shkencore mund të matin si masën, ashtu edhe energjinë e joneve individuale, duke u mundësuar studiuesve të përcaktojnë llojet e grimcave të pranishme gjatë një stuhie.
Në sajë të një përputhjeje të jashtëzakonshme kohore, anija kozmike kaloi përmes rrymës unazore pak pasi filloi stuhia e majit 2024 dhe përsëri kur shqetësimi po i afrohej pikës kulmore. Këto vëzhgime krijuan një mundësi të rrallë për të shqyrtuar përbërjen e rrymës unazore gjatë një ngjarjeje gjeomagnetike jashtëzakonisht të fuqishme.
“Kjo është hera e parë që vëzhgohen njëkohësisht jonet e rrymës unazore dhe era diellore gjatë një stuhie kaq të madhe, dhe të dhënat ishin të qarta: afërsisht 85% e joneve ishin oksigjen që vinte nga vetë jonosfera e Tokës”, shpjegoi Kitamura.
Kontributi mbizotërues i atmosferës së Tokës ishte veçanërisht befasues, sepse stuhia ishte shkaktuar nga rryma të dendura materiali që mbërrinin nga Dielli. Në vend që të furnizonte pjesën më të madhe të joneve të rrymës unazore, era diellore luajti një rol relativisht të vogël në popullatën e grimcave të matura.
Fusha magnetike e Tokës u dobësua me 40%
Matjet e satelitit Arase zbuluan një tjetër veçori të jashtëzakonshme të stuhisë. Fusha magnetike u dobësua në mënyrë dramatike në një rajon shumë më pranë Tokës sesa në zonat ku ishin dokumentuar më parë reduktime me përmasa të ngjashme.
“Pranë pikës kulmore të stuhisë, Arase zbuloi një rënie prej 40% të intensitetit të fushës magnetike, në një lartësi prej rreth 16.000 kilometrash mbi Tokë. Kjo ndodhi shumë më pranë Tokës sesa reduktimet e mëdha të ngjashme të dokumentuara më parë.”
Në të njëjtën kohë, sateliti zbuloi një rënie të numrit të elektroneve energjetike që zakonisht qarkullojnë në këtë rajon të hapësirës.
Një dobësim kaq ekstrem i fushës magnetike mund të ndryshojë trajektoret që ndjekin këto elektrone, duke bërë që ato të largohen nga orbitat e tyre të zakonshme. Megjithatë, shkencëtarët ende nuk kanë përcaktuar nëse deformimi i fushës magnetike shkaktoi drejtpërdrejt humbjen e vërejtur të elektroneve. Për të vërtetuar këtë lidhje do të nevojiten kërkime të mëtejshme.
Së bashku, këto vëzhgime ofrojnë një kuptim të ri mbi mënyrën se si sillet rryma unazore gjatë stuhive veçanërisht intensive gjeomagnetike. Ato sugjerojnë gjithashtu se numri jashtëzakonisht i madh i joneve të rënda që vijnë nga atmosfera e Tokës mund të ketë ndihmuar në krijimin e shqetësimit të rëndë magnetik kaq pranë planetit.
Një e dhënë e re për parashikimin e stuhive të rrezikshme diellore
Gjetjet mund të kenë pasoja të rëndësishme për parashikimin e motit hapësinor. Modelet aktuale mbështeten kryesisht te kushtet e erës diellore për të vlerësuar se sa e fuqishme mund të bëhet një stuhi gjeomagnetike që po afrohet.
Megjithatë, matjet e reja sugjerojnë se edhe kushtet në atmosferën e sipërme të vetë Tokës mund të ndikojnë në intensitetin përfundimtar të një stuhie. Për këtë arsye, të kuptuarit se sa jone atmosferike largohen nga Toka dhe hyjnë në magnetosferë, si dhe se çfarë kontributi japin ato në rrymën unazore, mund të jetë thelbësor për realizimin e parashikimeve më të besueshme.
Studiuesit besojnë se vëzhgimet e mëtejshme satelitore mund të ndihmojnë në gjetjen e përgjigjeve për këto pyetje. Gjetjet e tyre mbështesin projektin FACTORS, një mision i propozuar që përfshin dy satelitë dhe që po përgatitet për një mundësi të ardhshme aplikimi pranë JAXA-s.
FACTORS do të hetonte proceset që mundësojnë kalimin e joneve nga atmosfera e Tokës drejt magnetosferës dhe do të shqyrtonte se si këto grimca kontribuojnë në zhvillimin e stuhive gjeomagnetike.
Duke zbuluar mënyrën se si ndërveprojnë atmosfera e Tokës dhe materiali diellor që mbërrin nga Dielli gjatë ngjarjeve ekstreme, ky mision mund të përmirësojë në të ardhmen parashikimet e fenomeneve të rrezikshme të motit hapësinor. Parashikimet më të sakta do t’i ndihmonin shkencëtarët të parashikonin më mirë stuhitë që mund të ndërpresin funksionimin e satelitëve, sistemeve të navigimit, rrjeteve të komunikimit dhe infrastrukturës së furnizimit me energji elektrike
