Τι είναι ένα μαγνητικό σύννεφο;

Ένα μαγνητικό νέφος (MC) ορίζεται είτε ως ένας ειδικός τύπος στεφανιαίας εκτόξευσης μάζας (CME) που συμβαίνει από την επιφάνεια του Ήλιου είτε ως ένα γεγονός που προηγείται ή ακολουθεί αμέσως ένα CME και το ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων του ηλιακού ανέμου. Περιβάλλει τη Γη καθώς απλώνεται σε ένα δακτυλιοειδές ή σαν ντόνατ σχήμα, με τη μία πλευρά του δακτύλου να είναι επικεντρωμένη στον Ήλιο και η άλλη να περιλαμβάνει μια μεγάλη περιοχή του διαστήματος αμέσως μέσα στην τροχιά της Γης. Ο χώρος μέσα σε ένα μαγνητικό σύννεφο είναι μια περιοχή μαγνητικής ροής όπου λαμβάνει χώρα μια μεγάλης κλίμακας περιστροφή του μαγνητικού πεδίου της Γης. Η περιστροφή πεδίου ενός μαγνητικού νέφους έχει προβλεφθεί από το 1981 ότι θα είναι τουλάχιστον 0.25 αστρονομικές μονάδες (AUs) έως και 1 AU σε μέγεθος, με την ίδια τη Γη 1 AU σε απόσταση από τον Ήλιο.

Η παρουσία μαγνητικών νεφών που μοιάζουν με τις καιρικές συνθήκες του διαστήματος μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στη Γη τόσο επειδή μπορούν να προκαλέσουν καταιγίδες στη μαγνητόσφαιρα της Γης όσο και επειδή συμβαίνουν αρκετά συχνά. Παραδείγματα του γεγονότος του μαγνητικού νέφους έχουν καταγραφεί τουλάχιστον 106 φορές μεταξύ Φεβρουαρίου 1995 και Νοεμβρίου 2007, με 16 περιπτώσεις να σημειώθηκαν μόνο το 1997. Συνήθως, κάθε συμβάν διαρκεί για διάστημα μικρότερο από μία ημέρα και προσανατολίζεται σε μαγνητική κατεύθυνση από νότο προς βορρά.

Ενώ ένα μαγνητικό νέφος εμφανίζει σχετικά χαμηλή θερμοκρασία πρωτονίων, μπορεί να προκαλέσει διαταραχές τόσο στη μαγνητόσφαιρα όσο και στην ιονόσφαιρα της Γης. Αυτές οι διαταραχές μπορούν να αλλάξουν τη φύση των οθονών σέλας, καθώς και να διαταράξουν τη λειτουργία των δορυφόρων, των συστημάτων επικοινωνιών που βασίζονται σε αυτές και των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας. Ενώ ο ηλιακός άνεμος από τον Ήλιο είναι αρκετά σταθερός, ένα CME είναι ένα ειδικό γεγονός στον ηλιακό άνεμο όπου τεράστιες ποσότητες πλάσματος και μαγνητικής ενέργειας εκτοξεύονται από τον Ήλιο με ταχύτητες που μπορούν να φτάσουν έως και 2,236,936 μίλια την ώρα (1,000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο). ). Τέτοια γεγονότα συχνά ακολουθούνται από μαγνητικά σύννεφα, τα οποία είναι επίσης γνωστά ως σχοινιά μαγνητικής ροής λόγω του σχήματος και της συμπεριφοράς τους.

Ένα μαγνητικό νέφος μπορεί να προηγείται ή να ακολουθεί ένα CME για αρκετές ώρες ή περισσότερες σε παρατηρήσεις. Μια διαφορά μεταξύ των δύο γεγονότων, ωστόσο, είναι ότι οι γραμμές μαγνητικού πεδίου σε ένα μαγνητικό νέφος παραμένουν συνδεδεμένες με τον Ήλιο, ενώ τα ρεύματα σωματιδίων CME όχι. Η ισχύς της γραμμής πεδίου του νέφους εξασθενεί με την αυξανόμενη απόστασή του από τον Ήλιο, αν και οι γραμμές μαγνητικής δύναμης συστρέφονται περισσότερο στην περιοχή του διαστήματος κοντά στη Γη. Το μαγνητικό κρουστικό κύμα από το οποίο περνά η Γη μπορεί να αντέξει για μόλις 10 έως 20 ώρες ή μερικές ημέρες. Λόγω αυτής της μεγάλης διάρκειας και των αποκλίσεων στον προσανατολισμό του ηλιακού ανέμου που προκαλούνται από το μαγνητικό νέφος και τα γεγονότα CME, η δραστηριότητα μπορεί να προβλεφθεί εκ των προτέρων με ειδοποίηση έως και μίας ημέρας πριν γίνει εμφανής.

Δεδομένου ότι σχεδόν το ένα τρίτο όλων των συμβάντων CME συνδέονται με μια εμφάνιση μαγνητικού νέφους, η επιστημονική έρευνα για το φαινόμενο βρίσκεται σε εξέλιξη εδώ και πολλές δεκαετίες. Πολλά διαστημόπλοια που εκτοξεύθηκαν από την Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος (NASA) στις ΗΠΑ έχουν εμπλακεί στην ανίχνευση μαγνητικών νεφών και άλλης ηλιακής δραστηριότητας, συμπεριλαμβανομένου του Advanced Composition Explorer (ACE) που εκτοξεύτηκε το 1997 και του Comprehensive Solar Wind Laboratory (WIND). εκτοξεύτηκε το 1994. Παλαιότερα διαστημόπλοια έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση γεγονότων μαγνητικού νέφους, όπως η Διαπλανητική Πλατφόρμα Παρακολούθησης 8 (IMP 8) που εκτοξεύτηκε το 1973 και ο Διεθνής Εξερευνητής Ήλιου-Γης 3 (ISEE 3), μια ομάδα τριών δορυφόρων που χρησιμοποιούνται για μελετώντας τη μαγνητόσφαιρα που εκτοξεύτηκε μεταξύ 1977 και 1982. Ο τρίτος από τους δορυφόρους ISEE αποσύρθηκε το 1985, ωστόσο, όταν χρησιμοποιήθηκε για να πετάξει μέσα από την ουρά του εισερχόμενου κομήτη, P/Giacobini-Zinner για κοντινή παρατήρηση.