Természetismeret

A geomágneses vihar

Sokszor szalagcímben közlik az újságok, hogy: A Napból hatalmas geomágneses vihar közeledhet a Föld felé …

Nem tud. Attól GEOmágneses, hogy a Föld (GEO) mágneses terében keletkezik.

Geomágneses viharGeomágneses vihar alatt a Föld mágneses terének átmeneti, nagyarányú és hirtelen megzavarását értjük. A geomágneses vihar gyakran órák alatt keletkezik és csak napok múlva áll helyre a földi mágneses mező korábbi állapota. Kiváltó oka a Napból kiinduló napszél, de a folyamat pontos lezajlása nem ismert.

Az állandónak mondható napszéllel szemben, aminek erejét a napfoltok 22 éves ciklusa változtatja, a Nap atmoszférájából időnként nagyobb anyagcsomók válnak le és repülnek ki nagy sebességgel a világűrbe, ezt koronakidobódásnak nevezik. Egy ilyen esemény nagyságrendileg 1012 kg anyagmennyiséget jelent, aminek sebessége 1000 km/sec nagyságú (ez 3,6 millió km/órának felel meg). A koronakidobódás nem a Nap teljes felületén alakul ki (ellentétben a napszéllel). Ha mozgásának iránya a Föld felé mutat, 2 napon belül űrvihar alakul ki a Föld közelében, ami zavarhatja vagy akár tönkre is teheti az űrbeli berendezéseket, és a részecskesugárzás veszélyt jelent nem csak az űrhajósok számára, hanem a sarki területek fölött húzódó repülési útvonalon közlekedő repülőgépeken utazókra is.

Geomágneses vihar
A geomágneses vihar által érintett területek

A geomágneses vihar az űridőjárás jelentős összetevője. A napszél nyomásának növekedésével a Föld mágneses tere a napszél érkezése felőli oldalon benyomódik, és a napszél nagyobb energiát ad át a földi magnetoszférának. Ez a plazmaáramlás növekedésével jár, amit a magnetoszférában lévő elektromos terek mozgatnak. Megnövekszik az elektromos áram értéke a magnetoszférában és az ionoszférában is. A geomágneses vihar fő fázisában ennek az elektromos áramnak a mágneses tere kifelé tolja a magnetoszféra és a napszél határát.

A kiváltó ok a Nap koronakidobódása (angolul: coronal mass ejection – CME), vagy a napszél „nagysebességű áramlás”-a (co-rotating interaction region – CIR), ami a Nap felszínén lévő gyengébb mágneses térből ered. A CME által keltett geomágneses viharok gyakoribbak napfoltmaximum idején, míg a CIR által keltett viharok napfoltminimum idején.

Több űridőjárási jelenség felerősödik geomágneses vihar idején, ezek között vannak a Napból származó protonok száma, a geomágnesesen indukált áram (angol rövidítéssel: GIC), zavarok az ionoszférában, amik zavarják a kb 30 MHz alatti rádió- és tévéadást, továbbá a radarokat, a mágneses iránytűk megzavarodnak, és megnövekszik az sarki fény gyakorisága alacsonyabb földrajzi szélességek területei felett, ahol az szokatlannak számít.

A sarki fény viszonylag egyszerű felsőlégköri jelenség, ami a napkitörések során kidobódott töltött részecskék (zömében protonok és elektronok) miatt alakul ki. Ezeket a részecskéket a földi magnetoszféra nagyrészt messze eltéríti, azonban a mágneses pólusok körüli tartományban egy kis részük eléri a légkört. A részecskék az ütközés hatására ionizálják és gerjesztik a légkör atomjait, a gerjesztett atomok pedig fénykisugárzással térnek vissza az  alapállapotukba. A dolog akkor lesz érdekesebb, ha kicsivel nagyobb erejű kitörések érik a Földet. Ekkor a töltött részecskék “áradata” egy kicsit összenyomja a magnetoszférának a Nap felől eső oldalát (animáció ITT, forrás: NASA). Emiatt a jelenség alacsonyabb szélességeken, akár Magyarországról is megfigyelhetővé válik (ilyen utoljára mintegy két éve történt, amiről beszámoltak ITT).