NASAが20年で最大の地磁気の嵐から学んでいること

1年後、NASAの科学者たちは、20年で地球を襲う最大の地球磁気嵐について、ガンノンの嵐について依然として大規模な発見をしています。調査結果は、太陽の活動が私たちに影響を与える方法をよりよく理解し、準備するのに役立ちます。

1年前の今日、NASAと他の約30の米国政府機関の代表者が特別な会議に集まり、宇宙に迫り来る脅威をシミュレートし、対処しました。脅威は小惑星やエイリアンではなく、私たち自身の命を与える太陽でした。

最初の空間気象卓上演習は、地球の磁場への世界的な混乱である地磁気嵐のリアルタイムの影響を介して作業できるトレーニングイベントであると考えられていました。太陽の噴火によって駆動されると、地磁気の嵐は衛星を破壊し、電気グリッドを過負荷にし、宇宙飛行士を危険な放射線にさらします。このような嵐の影響を最小限に抑えるには、緊密な調整が必要であり、この会議は実践するチャンスでした。

その後、彼らのシミュレーションは現実に変わりました。

ワシントンのNASA本部のNASAの宇宙気象プログラムのディレクターであるジェイミー・ファーバーは、次のように述べています。 「しかし、私たちの仮想シナリオは非常に現実的なシナリオによって中断されました。」

2024年5月10日、20年以上にわたる最初のG5または「深刻な」地磁気暴風雨が地球に襲われました。このイベントは、主要な宇宙天気物理学者ジェニファー・ガノンを記念してガノン・ストームと名付けられ、壊滅的な損害を引き起こしませんでした。しかし、1年後、Gannon Stormからの重要な洞察は、将来の地磁気の嵐を理解し、準備するのに役立ちます。

ガノンの嵐は、私たちの惑星に影響を与えました。

地上では、いくつかの高電圧ラインがつまずき、変圧器が過熱し、GPS誘導トラクターは米国中西部でオフコースを向いており、その春の激しい雨によってすでに遅れていた植え付けをさらに混乱させました。

カンザス州立大学の農業経済学の教授であるテリー・グリフィンは、次のように述べています。 「それは壊滅的ではありませんが、彼らはそれを見逃すでしょう。」

空中では、より高い放射線被ばくの脅威、および通信および航法の損失は、大西洋横断のフライトを変更することを強制しました。

嵐の間、地球の上部大気層は、熱圏を異常に高温に加熱しました。高度100マイルでは、温度は通常華氏1,200度でピークに達しますが、嵐の間は華氏2,100度を上回りました。 NASAの金（四肢と椎間板のグローバルスケールの観察）ミッションは、熱から膨張して大気が膨張して、重い窒素粒子を高くする強風を作り出しました。

軌道では、膨張した大気により、数千の衛星の抗力が増加しました。 NASAのICESAT-2は高度を失い、セーフモードに入りましたが、NASAのコロラド内部放射線ベルト実験（CIRBE）Cubesatは、嵐の5か月後に早期に発生しました。欧州宇宙機関のセンチネルミッションなどの他の人たちは、軌道の破片との衝突を避けるために、軌道を維持し、操縦するためにより多くの力を必要としました。

嵐はまた、電離層と呼ばれる大気層の構造を劇的に変えました。通常、夜間に赤道を覆う電離層の密なゾーンは、チェックマークの形で南極に向かって浸し、赤道の近くに一時的なギャップを引き起こします。

ガノンの嵐はまた、地球の磁気圏を揺さぶり、惑星を囲む磁気泡です。 NASA Missions MMS（磁気圏マルチスケール）およびテミスアートミスからのデータ – イベントとマクロスケールの相互作用の時間の歴史、月の太陽との相互作用の時間の歴史、乱流、電気力学は、粒子の巨大、丸みを帯びた磁場を見ました。これらの波は、衝撃時に余分な磁気エネルギーと質量を磁気圏に定期的に捨て、20年で磁気圏で見られる最大の電流を作成するための完全なサイズでした。

太陽からの入ってくるエネルギーと粒子は、磁気圏内にエネルギー粒子の2つの新しい一時的なベルトも作成しました。 Cirbeによって発見されたこれらのベルトは、地球を恒久的に囲むヴァンアレン放射帯の間に形成されました。ベルトの発見は、宇宙船や宇宙飛行士にとって重要であり、ベルトの高エネルギー電子と陽子に危険にさらされる可能性があります。

嵐はまた、これらの天の光がまれな場所を含む、世界中のオーロラに点火しました。 NASAのオーロラサウルスプロジェクトには、55か国以上および7つの大陸すべてからの6,000を超えるオブザーバーの報告があふれました。

写真家は、科学者が日本中ずっと観察された理由を典型的な赤ではなくマゼンタである理由を理解するのを助けました。研究者は数百枚の写真を研究し、オーロラは驚くほど高いことを発見しました。地上約600マイル（通常、赤いオーロラが現れるよりも200マイル高くなっています）。

ジャーナルScientific Reportsに掲載された論文では、研究チームは、ガノンの嵐が加熱され、上部大気を拡大すると、酸素と窒素分子が通常よりも高くロフトする、赤と青のオーロラの混合に起因する可能性が高いと述べています。

「昨年5月に見たように、通常、いくつかの特別な状況が必要です」と、NASAのゴダード宇宙飛行センターの共著者ジョシュペティットは、日本のマゼンタオーロラスについて述べています。 「確かに非常にユニークなイベント。」

太陽の蓄積された太陽活動の影響は、地球では終わりませんでした。ガノンの嵐を引き起こした太陽活動領域は、最終的に私たちの惑星から離れて回転し、火星に向かって爆発をリダイレクトしました。

太陽からのエネルギー粒子が火星の大気を襲ったとき、NASAのメイベン（火星の大気と揮発性の進化）オービターは、オーロラが5月14日から20日まで赤い惑星を飲み込むのを見ました。

太陽光粒子は、NASAの2001年のMars Odyssey Orbiter（星を使用して宇宙船を向いている）で星カメラを圧倒し、カメラを1時間近く切り取りました。

火星の表面では、NASAのCuriosity Roverのナビゲーションカメラからの画像は、帯電した粒子によって引き起こされる縞と斑点で「雪」でそばかかっていました。一方、Curiosityの放射線評価検出器は、ローバーが2012年に上陸して以来、放射線の最大の急増を記録しました。宇宙飛行士がそこにいた場合、8,100のマイクログレイの放射線量を受け取っていました。

ガンノンの嵐は、オーロラを異常に低い緯度に広げ、歴史上最も文書化された地磁気の嵐と呼ばれています。 1年後、私たちはその話を解き始めたばかりです。この歴史的なイベント中にキャプチャされたデータは、今後何年も分析され、地磁気の嵐の性質とそれらをどのように乗り切るのが最善かについての新しい教訓を明らかにします。

マラ・ジョンソン・グロ、マイルズ・ハットフィールド、ヴァネッサ・トーマス
NASAのGoddard Space Flight Center、Greenbelt、MD。