Toukokuun 2024 supermyrskyn käynnistivät Auringon purkaukset, mutta Arasen mittausten mukaan Maan yläilmakehästä oli peräisin yli 85 % niistä energisistä ioneista, jotka se mittasi myrskyn rengasvirrasta.
Mitä Arase havaitsi
Useat Auringon purkaukset lähettivät magnetoituneen plasman pilviä kohti Maata. Pilvet yhdistyivät matkalla ja osuivat magnetosfääriin 10. ja 11. toukokuuta aiheuttaen G5-luokan myrskyn. SYM-H-indeksi laski −518 nanoteslaan, mikä oli toiseksi matalin arvo sen jälkeen, kun mittaukset aloitettiin vuonna 1981.
Rengasvirta on Maan ympärille vangittuneiden varattujen hiukkasten vyö. Ennen tätä tapahtumaa tutkijat eivät olleet mitanneet sitä suoraan näin voimakkaan supermyrskyn aikana. Arase mittasi 9,6–184,2 keV:n energia-alueen ioneja ja havaitsi, että yli 85 % niistä oli peräisin Maasta, erityisesti raskaita ioneja, kuten happi-ioneja. Aurinkotuulen ionit vaikuttivat vain vähän rengasvirran energiatiheyteen.
Maa tarjosi hiukkasia, ei energiaa
Aurinko pysyi myrskyn aiheuttajana. Tulos osoittaa sen sijaan, että Maan ilmakehästä oli peräisin suuri osa rengasvirtaa kuljettaneesta aineesta. Auringon vaikutus voi häiritä magnetosfääriä ja yläilmakehää, jolloin ionit voivat paeta ylöspäin ja kulkeutua Maan lähiavaruudessa. Tutkijoiden on vielä selvitettävä, miten ne kulkevat tämän matkan.
Tutkijat ajavat FACTORS-hanketta, ehdotusta japanilaiseksi kahden satelliitin tutkimusmissioksi, jossa selvitettäisiin, miten ilmakehän ionit päätyvät magnetosfääriin. Kyseessä ei ole laukaistu eikä toteutettavaksi hyväksytty missio.
Miksi raskailla ioneilla voi olla merkitystä
Happi-ionit ovat paljon raskaampia kuin yleisimmät aurinkotuulen ionit. Tutkijoiden mukaan erittäin voimakas rengasvirta ulottui poikkeuksellisen lähelle Maata, vääristi voimakkaasti paikallista magneettikenttää ja työnsi säteilyvöiden elektroneja ulospäin, mikä osaltaan johti niiden poistumiseen Maan lähiavaruudesta. He esittävät, että Maasta peräisin olevat raskaat ionit ovat saattaneet voimistaa häiriötä, mutta mittaukset eivät osoita ionien koostumuksen olleen sen ainoa syy.
Äärimmäiset myrskyt voivat uhata avaruusaluksia, häiritä paikannusta ja viestintää sekä synnyttää haitallisia virtoja sähköjärjestelmiin. Ionosfäärin parempi huomioiminen voisi auttaa malleja arvioimaan, miten myrsky kehittyy ja missä sen vaikutukset ovat voimakkaimpia.
Mitä tutkijoiden on vielä selvitettävä
Tutkijoiden on verrattava tätä tapahtumaa muihin myrskyihin, jäljitettävä ionien kulkureitit ja testattava, miten hyvin mallit pystyvät toistamaan havaitun rengasvirran. Kyseessä oli harvinainen supermyrsky, eikä se todista, että Maasta peräisin olevat ionit hallitsisivat jokaista äärimmäistä tapahtumaa. Auringonpurkausten ennustaminen ei ehkä riitä, vaan tutkijoiden voi olla tarpeen ymmärtää myös, miten Maan yläilmakehä reagoi.