Wysoko nad biegunem północnym wiatry słoneczne przedzierały się przez jonosferę w gigantycznej burzy, która spuszczała opady elektryczne. Cała sprawa trwała kilka godzin, a satelity przelatujące nad tym obszarem zostały zakłócone przez nieoczekiwane zmiany pola geomagnetycznego. Tymczasem świat poruszał się w dole, nieświadomy burzliwych wydarzeń zachodzących na skraju kosmosu.
Chociaż brzmi to jak świetna konfiguracja do następnego uczty science-fiction na Netflix, jest to prawdziwy fenomen: kosmiczny huragan. Po postawieniu hipotezy, że tak wysoka meteorologia atmosferyczna może być możliwa, naukowcy mają teraz dowód na to, że huragany występują na różnych poziomach ziemskiej atmosfery.
Jak doniesiono w Nature Communications w lutym 2021 r., naukowcy zaobserwowali i udokumentowali pierwsze tego rodzaju zjawisko – nazwane przez nich „huraganem kosmicznym”. Ale co to właściwie jest? Huragany kosmiczne prawdopodobnie miały miejsce już wcześniej w historii naszej planety i prawdopodobnie wystąpią ponownie, więc warto wiedzieć, co je powoduje i jak podobne są do huraganów o niższej atmosferze, o których wiemy więcej.
Pierwszy na świecie (udokumentowany) huragan kosmiczny
Według badań opublikowanych przez zespół międzynarodowych naukowców, pierwszy udokumentowany huragan kosmiczny miał miejsce 20 sierpnia 2014 r. Wysoko w górnej atmosferze spirala plazmy rozciągająca się na ponad 1000 mil (1000 km) wirowała nad polem magnetycznym . Biegun Północny przez prawie osiem godzin. Chociaż był niewidoczny dla ludzkich oczu, satelity pogodowe zostały dotknięte i powiadomiły naukowców o aktywności.
„Podobnie jak wiele zjawisk pogody kosmicznej, naładowane cząstki słoneczne oddziaływały z ziemskim polem magnetycznym, wywołując kosmiczny huragan” – wyjaśnia meteorolog Accuweather Brian Lada, który specjalizuje się w astronomii i badaniach kosmicznych.
„Zjawisko to jest prawdopodobnie nazywane „huraganem” ze względu na sposób, w jaki się kręci, podobnie jak tropikalny cyklon” – wyjaśnia Lada. „Odkąd zaobserwowano go nad biegunem północnym, byłem trochę zaskoczony, że nie nazwali go »wirem kosmicznym«, aby pasował do wirusowego terminu pogodowego »wir polarny«”.
Huragan kosmiczny kontra huragany ziemskie
Biorąc pod uwagę, że mają tę samą nazwę, huragany kosmiczne i ziemskie muszą być podobne, prawda? W rzeczywistości mają pewne wspólne aspekty, ale są też zupełnie inne. Oprócz kształtu ( oba mają oko w centrum i opaski na ramionach burzy ), huragany kosmiczne i ziemskie są podobne pod innym ważnym względem — oba mają opady .
„Huragany, które znamy, mają opady płynne (deszcz), podczas gdy huragany kosmiczne mają opady elektryczne, które mogą tworzyć oszałamiającą zorzę polarną. Jednak zorza spowodowana przez ten konkretny huragan kosmiczny mogła pozostać niezauważona przez ludzi na ziemi, ponieważ miała miejsce podczas lato na półkuli północnej, najgorsza pora roku na szukanie zorzy polarnej od czasu, gdy dni trwają znacznie dłużej niż noce” – mówi Lada. Mamy nadzieję, że następny odbędzie się w miesiącach zimowych, abyśmy mogli cieszyć się pokazem.
Ale jest też jedna duża różnica między tymi dwoma rodzajami huraganów. „Oba występują w zupełnie różnych częściach ziemskiej atmosfery” – kontynuuje Lada. „Normalne huragany występują w troposferze, części ziemskiej atmosfery znajdującej się najbliżej ziemi, która rozciąga się w górę na około 8 do 14 kilometrów w górę. Huragan kosmiczny zaobserwowano w jonosferze, która rozciąga się w dowolnym miejscu od 50 do 600 mil [80 do 966 kilometrów] nad powierzchnią Ziemi”.
Huragan kosmiczny był również ogromny w porównaniu z huraganem ziemskim; o szerokości ponad 600 mil, to mniej więcej dwa razy więcej niż średnia średnica huraganów w troposferze.
Przyczyny huraganów kosmicznych
Więc co spowodowało ten kosmiczny huragan? Naukowcy nie są jeszcze do końca pewni. Ale jest kilka teorii.
Główny z nich dotyczy warunków elektromagnetycznych w 2014 roku: Słońce znajdowało się w maksimum swojego ostatniego 11-letniego cyklu , a sierpień był czasem „niskiej aktywności słonecznej i poza tym niskiej aktywności geomagnetycznej” według badań opublikowanych w Nature Communications. Ta niska aktywność w jonosferze była prawdopodobnie podobna do warunków sprzyjających huraganom, które przyczyniają się do powstawania huraganów na Ziemi, mówi starszy meteorolog i bloger astronomiczny AccuWeather David Samuhel.
„Wydaje się, że dzieje się tak, gdy warunki są spokojne” – mówi Samuhel. „Aktywność geomagnetyczna była bardzo niewielka, [a] wiatr słoneczny był słaby. Przypomina mi to huragany.
„[Huragany potrzebują] lekkich wiatrów w górę, aby burze mogły tworzyć się i obracać wokół centrum bez silnego wiatru w górze, który odciągałby je od centrum”, dodaje Samuhel. „Po ustanowieniu centrum burze stają się coraz silniejsze, a tym samym wirują szybciej wokół centrum, aż silne wiatry w górze rozerwą je”.
Jest więc prawdopodobne, że odpowiednia kombinacja wysokich warunków atmosferycznych połączyła się, aby umożliwić uformowanie się huraganu kosmicznego – i rozproszenie, gdy te warunki się zmienią.
Czy powinniśmy bać się huraganów kosmicznych?
Według Łady huragany kosmiczne są w większości nieszkodliwe — choć możliwe, że możemy doświadczyć ich wpływu na Ziemię.
„Jeśli jest wystarczająco silny, huragan kosmiczny może potencjalnie spowodować pewne zakłócenia na ziemi. Jeśli z kosmosu spadnie wystarczająca liczba naładowanych cząstek. Oprócz tworzenia zorzy polarnej, może zakłócać sygnały GPS, fale radiowe, a w ekstremalnych przypadkach sieć energetyczną ”- wyjaśnia Łada. „Jednak gdyby to wydarzenie miało miejsce tylko nad biegunami, liczba przerw w dostawie prądu byłaby ograniczona w oparciu o nieliczną populację regionu polarnego”.
Po „odkryciu” tego pierwszego naukowcy bez wątpienia będą próbowali ustalić, gdzie i jak często występują huragany kosmiczne. Ale prawdopodobnie nie musimy się nimi zbytnio przejmować w porównaniu z ich ziemskimi odpowiednikami.
Teraz to jest interesujące
Chociaż naukowcy nie mogą być pewni, kiedy nastąpi kolejny huragan kosmiczny, następne maksimum słoneczne prawdopodobnie nastąpi w lipcu 2025 roku . Może to stworzyć podobne warunki dla kolejnego huraganu kosmicznego; jednak cykle słoneczne są znacznie bardziej elastyczne niż nasze ziemskie systemy czasu oparte na Słońcu – a naukowcy mogą nie zdawać sobie sprawy z następnego huraganu kosmicznego, dopóki już się nie wydarzy.
