Корональні діри

Не кожне збурення, що прямує до Землі, починається з вибуху. Деякі з найбільш регулярних геомагнітних активностей походять від чогось, що на зображеннях Сонця виглядає як ніщо — темна, спокійна пляма на Сонці, яка називається корональною дірою. Це не виверження. Це отвір, і те, що з нього витікає, може порушувати магнітне поле Землі протягом декількох днів поспіль.

Що таке корональна діра

Корональна діра — це область сонячної корони, яка виглядає темною на знімках в екстремальному ультрафіолеті (EUV) і м'яких рентгенівських променях, оскільки вона дійсно холодніша і менш щільна, ніж плазма навколо неї. Така низька щільність існує тому, що магнітне поле в корональній дірі є відкритим і однополярним — силові лінії простягаються назовні в космос, а не замикаються назад на поверхню, даючи зарядженим частинкам чіткий шлях для втечі, а не затримки в замкнутій магнітній петлі.

Саме ця відкрита структура робить корональні діри важливими для космічної погоди: вона дозволяє сонячному вітру вириватися набагато вільніше, ніж з навколишніх областей, створюючи потік надзвичайно швидкого сонячного вітру, зазвичай від 500 до 800 км/с, спрямований у тому напрямку, куди дивиться діра.

Де вони утворюються

Корональні діри найбільш стійкі та стабільні на північному та південному полюсах Сонця, де великі полярні діри є майже постійною особливістю. Вони також можуть розвиватися ізольовано від полюсів — або формуючись самостійно, або відокремлюючись як продовження полярної діри, що дрейфує до нижчих широт — і ці ізольовані діри найчастіше опиняються зверненими до Землі. Корональні діри зазвичай більш поширені та довготривалі в роки поблизу сонячного мінімуму, хоча ізольовані діри регулярно з'являються і під час сонячного максимуму, просто конкуруючи за увагу зі спалахами та CME, які домінують в активній фазі.

Від корональної діри до CIR: як насправді прибуває збурення

Швидкий вітер від стійкої корональної діри стикається з повільнішим, більш типовим сонячним вітром попереду нього, і оскільки швидкий потік наздоганяє, а не починає заново, вони не просто проходять крізь один одного — вони накопичуються в стиснуту, турбулентну межу, яка називається областю корегулюючої взаємодії (CIR). CIR прибуває першим, характеризуючись зростаючою щільністю частинок і сильнішим міжпланетним магнітним полем, за яким слідує власне високошвидкісний потік, що відзначається зростанням швидкості та температури сонячного вітру при зниженні щільності. Ця передача — спочатку щільність і напруженість поля, потім швидкість — є ознакою, яку прогнозисти шукають, щоб підтвердити, що відбувається саме CIR, а не інше збурення.

Чому та сама корональна діра повертається знову

Оскільки Сонце завершує повний оберт приблизно кожні 27 днів, стійка корональна діра впливає на Землю не один раз — вона повертається в положення, звернене до Землі, або "геоефективне", приблизно за тим же графіком, іноді протягом кількох сонячних обертів поспіль. Це найбільш передбачувана закономірність у всій космічній погоді: як тільки діра довела свою геоефективність, прогнозисти можуть обґрунтовано очікувати її наступний прохід приблизно за чотири тижні, задовго до того, як це станеться.

Що відбувається, коли вона досягає Землі

Високошвидкісні потоки від корональних дір та їхні головні CIR зазвичай спричиняють геомагнітні бурі рівня G1–G2 (слабкі до помірних), хоча можливі й рідкісніші, сильніші події, особливо коли CIR взаємодіє з непов'язаним CME, що прибуває приблизно в той самий час. Магнітна полярність потоку (класифікована як позитивна чи негативна) також впливає на те, як він взаємодіє з полем Землі, поряд з більш відомою орієнтацією Bz, яка визначає силу будь-якої бурі, що виникає.

Встановлені ефекти

Буря рівня G1–G2 від потоку корональної діри може викликати слабкі коливання напруги в електромережах, незначне гальмування супутників та поверхневе заряджання, а також видимість полярних сяйв приблизно до 60° геомагнітної широти або, за сильніших умов G2, ще південніше — до північних штатів США, Британських островів і центральної Скандинавії. Це та сама категорія встановлених ефектів, описана у статті цієї вікі про геомагнітні бурі, лише зазвичай у м'якшій формі, що триває протягом довшого проміжку днів, а не зосереджена в одній різкій події.

Що таке корональна діра?
Корональна діра — це область сонячної корони, яка виглядає темною на ультрафіолетових та рентгенівських знімках, оскільки вона холодніша та менш щільна, ніж навколишнє середовище. Це відбувається через те, що її магнітні силові лінії є відкритими, що дозволяє сонячному вітру витікати більш вільно, ніж з решти корони.
Де утворюються корональні діри?
Вони найбільш стійкі на північному та південному полюсах Сонця, але також можуть утворюватися ізольовано на нижчих широтах, або незалежно, або як продовження полярної діри. Ізольовані діри на нижчих широтах мають найбільшу ймовірність стати зверненими до Землі.
Що таке область взаємодії, що обертається (CIR)?
CIR — це стиснута, турбулентна межа, яка утворюється, коли швидкий потік сонячного вітру з корональної діри наздоганяє повільніший вітер попереду нього. Вона приходить першою, позначена зростанням густини та напруженості магнітного поля, а потім і сам швидший потік.
Чому корональні діри спричиняють повторювану геомагнітну активність?
Оскільки Сонце обертається приблизно кожні 27 днів, стійка корональна діра повертається до орієнтованого на Землю положення за тим же графіком, іноді протягом кількох обертів поспіль, що робить її вплив одним із більш передбачуваних патернів у космічній погоді.
Наскільки сильними є геомагнітні бурі, спричинені корональними дірами?
Більшість високошвидкісних потоків із корональних дір викликають бурі рівня G1–G2 (слабкі та помірні), хоча можливі й сильніші події, особливо коли потік взаємодіє з непов'язаним КВМ, що прибуває приблизно в той самий час.
Чи частіше корональні діри з'являються під час сонячного мінімуму чи максимуму?
Корональні діри зазвичай найбільш стійкі та поширені під час сонячного мінімуму, але ізольовані корональні діри регулярно з'являються також під час сонячного максимуму, часто перекриваючись із активністю спалахів та КВМ з більш активної фази циклу.