Toukokuun suuri aurinkomyrsky

Toukokuussa (2024) koettiin voimakas geomagneettisen myrsky viikonloppuna lauantain ja sunnuntain (11./12.) välisenä yönä. Vaalealla kevätyöntaivaalla nähtiin loistavat revontulet laajasti Pohjois-Euroopassa ja Keski-Euroopan pohjoisosassa. Taivaanvahtiin tehtiin kaikkiaan 32 ilmoitusta havaituista revontulista, joista pohjoisin oli Puolangalta (Oulun korkeudella) ja eteläisin Hollannista.

Pohjois-Amerikassa hienoja revontulia nähtiin ainakin Uticassa (Ohio), Floridassa (24.7° N), Meksikon Mazatlanissa (23,2° N) ja niinkin etelässä kuin Puerto Ricossa (18.1° N). Spaceweather.com -sivuston mukaan edellisen kerran Puerto Ricossa on nähty revontulia vuonna 1859 (Carringtonin tapahtuma) ja 1921.

Afrikassa havaittiin revontulia (Aurora Australis) useammassa paikassa, eteläisimmät havainnot tehtiin Namibiassa Harm Hakosissa (22,5° S) ja Etoshan kansallispuistossa (18,9° S). Myös Etelä-Afrikassa Kapkaupungissa (32° S) nähtiin revontulia.

Alle 30° leveyspiireillä revontulet ovat todella harvinaisia, sillä viimeisen viidensadan vuoden aikana niitä on nähty varmuudella vain kaksikymmentä kertaa. Matalilla leveysasteilla revontulien väri on aina punainen, sillä näkyäkseen revontulien täytyy esiintyä korkealla ionosfäärissä, jossa syntyy vain punaisia revontulia.

Kuten tunnettua, revontulet ovat seurausta Auringossa tapahtuvista purkauksista, joiden synnyttämät plasmapilvet (CME) törmätessään maapallon magneettikenttään. Tämän seurauksena sähkövaratut hiukkaset (protonit ja elektronit) pääsevät osittain tunkeutumaan maapallon magneettikenttään aiheuttaen magneettisen myrskyn.

Toukokuun myrskyn huippuhetket sijoittuivat siis toukokuun 11./12. päivien väliselle yölle, mutta se oli kuitenkin vain pitkän kehityksen huipentuma. Tapahtumat Auringossa alkoivat jo noin viikkoa aikaisemmin, aluksi heikompina mutta voimistuen ajan kuluessa.

Seuraavassa käsittelen näitä tapahtumia vuorokausi vuorokaudelta ja kaikki ajat ovat UTC aikoja. Jos haluat muuttaa ne Suomen kesäajaksi (EEST), lisää kolme tuntia UTC-aikaan.

Jokaiselle vuorokaudelle olen merkinnyt myös planetaarisen K-indeksi (Kp) maksimiarvon, joka kuvastaa yhteismitallisesti eri magneettisilla mittausasemilla havaittuja magneettisia häiriöitä. Kun Kp-indeksi saavuttaa arvon 5, puhutaan alimman tason magneettisesta myrskystä (G1). Jokainen seuraava askel (G2–G9) on voimakkuudeltaan kymmenkertainen edelliseen verrattuna.

Maata kohti joko suoraan tai osittain tapahtuvat CME (koronaalinen massapurkaus tai lyhyemmin koronamassapurkaus) on Auringosta irtoavia plasmapilviä. Ne ajautuvat Auringosta poispäin ja silloin tällöin niiden suunta on osittain tai suoraan kohti maapalloa. Silloin niitä kutsutaan haloCME-pilviksi. Pilven näkymiskulma ilmoitetaan roomalaisilla numeroilla II – IV: kun näkymiskulma on (II) >90°, (III) >180° ja (IV) >270°. CME-pilvet voivat mennä myös meistä poispäin ja silti sen näkymiskulmat ovat samoja. Kummasta suunnasta on todella kysymys, on hieman vaikea selvittää alkuvaiheen havainnoista ainakin joissakin tapauksissa.

Monissa lähteissä pilkkuryhmien numerointi on lyhennetty siten, että kirjaimet AR (Active Region) on pudotettu pois. Tämä ei sinällään aiheuta mitään ongelmaa, sillä pilkkuryhmiä syntyy aina vain aktiivisilla alueilla. Numerointi aloitettiin 5.tammikuuta 1972 ja 10 000 aktiivisen alueen määrä saavutettiin kesäkuussa 2000. Tämän jälkeen numerointia jatkettiin edelleen nelinumeroisina, vaikkakin todellisuudessa jokaisen numeroon pitäisi siis lisätä luku 10 000. Siispä AR 3663 onkin AR 13663.

Toukokuun aurinkomyrskyn molemmat aiheuttaja ovat tässä kuvassa. Ylhäällä oikealla on pilkkuryhmä AR 3663 ja keskellä AR 3664. Kuvan ottohetkellä pilkkuryhmä 3663 ei vielä aloittanut X-luokan purkausta, mutta muutaamaa minuuttia myöhemmin näin tapahtui. Kuva © Kari A. Kuure.

Toukokuun 2024 aurinkomyrskyn päivittäiset tapahtumat

Keskiviikko 1. toukokuuta (Kp4-)

Pilkkuryhmä AR 3663 (b-g) on ilmaantunut (N27E25) Auringon pinnalle. Sen koko on tässä vaiheessa 60 miljoonasosaa (ppm) Auringon meille näkyvästä pinnasta. Pilkkuryhmä on jo tässä vaiheessa aktiivinen ja tuotti ensimmäisen M1.8-luokan flarepurkauksen useiden C-luokan purkausten lisäksi.

Myös pilkkuryhmä AR 3664 (b) on kiertynyt Auringon itäreunalta näkyviin (S18E64). Sen koko on 40 ppm, sen aktiivisuus on matala, näkyviä flarepurkauksia ei ole havaittu tämän vuorokauden aikana.

Kello 6.24 ja 8.24 havaittiin kaksi halo(II)CME -purkausta, joista jälkimmäinen osoittautui erityisen nopeaksi. Sille mitattiin mediaaninopeudeksi 1 838 km/s.

Torstai 2. toukokuuta (Kp7-)

Voimakkaita flarepurkauksia ei tapahtunut. Pilkkuryhmä AR 3663 (b-g) tuotti kello 2.17 M1 -luokan flarepurkauksen. Myös pilkkuryhmä AR3663 (b) tuotti M2.7 -luokan purkauksen. Magneettinen myrsky sattui Euroopassa iltapäivään.

Perjantai 3. toukokuuta (Kp4)

Pilkkuryhmässä AR 3663 (b-g-d) tapahtui X1.6 -luokan flarepurkaus, joka saavutti maksiminsa kello 2.22. Tämä purkaus tuotti koronamassapurkauksen, jonka odotettiin saapuvan maapallon lähiavaruuteen seuraavan vuorokauden aikana. Suurin osa pilvestä kuitenkin suuntautui ekliptikan pohjoispuolelle, joten pilvi ei aiheuttanut merkittäviä vaikutuksia maapallon magneettikentässä (Kp4+). Ennuste tehtiin G1-luojan magneettiselle myrkylle, joka saavutettiinkin (Potsdam Kp5+/Ap 56, NOAA Kp5) 6. toukokuuta kello 0h–3h välisenä aikana.

Lauantai 4.toukokuuta (Kp3)

Kello 6.02 käynnistyi jälleen pilkkuryhmässä AR 3663 (b-g-d) flarepurkaus, joka saavutti maksiminsa M9.13 kello 6.19. Purkaus oli ohi kello 6.30. Vielä saman vuorokauden aikana pilkkuryhmässä tapahtui toinenkin voimakas M9.1 -luokan purkaus, jonka maksimi oli kello 23.48.

Sunnuntai 5. toukokuuta (Kp4+)

Edelleen aktiivinen AR 3663 (b-g-d) tuotti jälleen kaksi voimakasta X-luokan flarepurkausta. Ensimmäinen (X1.32) tapahtui kello 6.01 (maksimi) ja toinen (X1.2) kello 11.54. Sama pilkkuryhmä tuotti useita pienempiä purkauksia tämän vuorokauden aikana. Samaan aikaan hieman uudempi mutta samankokoinen pilkkuryhmä AR 3664 (b-d) osoitti aktiivisuuden kasvua, tuottaen useita M-luokan purkauksia.

Kello 17.12 havaittiin halo(II)CME -purkaus, jonka mediaaninopeudeksi mitattiin 500 km/s.

Maanantai 6. toukokuuta (Kp5+)

Jo aktiiviseksi osoittautunut pilkkuryhmä AR 13663 (b-g-d) tuotti kello 6.35 voimakkaan X4.52-luokan flarepurkauksen. Tämä purkaus oli kolmanneksi voimakkain tällä auringonpilkkujaksolla tähän mennessä, mutta se onnistui tuottamaan CME-pilven, jonka suunta oli voimakkaasti pohjoiseen pois ekliptikasta. Näin ollen tällä CME:llä ei ollut vaikutuksia maapallon lähiavaruuden avaruussäähän. Magneettinen myrsky saavutti voimakaiman vaiheen aamuyöllä.

X4.5 -luokan flarepurkaus on voimakkaimmillaan juuri kuvanottohetkellä. Onnea oli siis matkassa, mutta valitetavasti myöhemmät ja voimakkaaimmat flarepurkaukset jäivät kuvaamatta ulkomaanmatkan vuoksi. Kuva © Kari A. Kuure.

Tiistai 7. toukokuuta (Kp3-)

Tämä vuorokausia näytti olevan välipäivä voimakkaiden purkausten sarjassa. Sen sijaan Auringossa tapahtui useita (yksitoista) M-luokan purkauksia, jotka kaikki tapahtuivat AR 13663 (b-g-d) pilkkuryhmässä.

Keskiviikko 8. toukokuuta (Kp2)

Molemmat pilkkuryhmä, AR 3663 (b-g) ja AR 3664 (b-g-d) tuottivat yhden X -luokan flarepurkauksen ja niiden lisäksi lukuisia M -luokan purkauksia. Näiden lisäksi havaittiin X1.02 -luokan purkaus, mutta sen sijaintia ei ole jostakin syystä ilmoitettu, vaikka se on ilmi selvästi pilkkuryhmä AR 3664.

Kello 3.24 havaittiin halo(II)CME -purkaus, jonka mediaaninopeus oli 477 km/s ja kello 19.24 jälleen halo(II) CME, jolle mitattiin mediaaninopeudeksi 434 km/s. Vielä kolmaskin halo(II)CME havaittiin kello 21.39 ja sen nopeudeksi mitattiin 563 km/s.

Torstai 9. toukokuuta (Kp2+)

Pilkkuryhmä AR 3664 (b-g-d) tuotti räväkästi X2.2 -luokan flarepurkauksen kello 9.13. Sen jälkeen tapahtui useita pienempiä purkauksia, kunnes kello 17.44 tapahtui X1.1 -luokan purkaus. AR 3663 pilkkuryhmä tuotti ainoastaan yhden M -luokan purkauksen. Tässä vaiheessa ennustettiin seuraaville vuorokausille voimakasta magneetista myrskyä.

Kello 9.24 havaittiin halo(II)CME, jonka nopeus oli 1359 km/s. Tämä ja kolme edellistä CME-pilveä oli ne, joita odotettiin viikonlopuksi ja jotka mitä ilmeisemmin aiheuttivat epätavallisen voimakkaan magneettisen myrskyn.

Perjantai 10. toukokuuta (Kp9-)

Pilkkuryhmä AR 3664 (b-g-d) tuotti jälleen yhden X3.98 -luokan flarepurkauksen muta useita M -luokan purkauksia. Magneettinen myrsky alkoi iltapäivällä Kp-indeksi noustessa nopeasti Kp4– arvosta Kp8– arvoon muutamassa tunnissa. Myrsky kiihtyi Potsdamin mittausten mukaan Kp9– (G5) ja NOAAn mittauksissa Kp9.

Kello 7.12 havaittiin halo(II)CME, jonka nopeudeksi mitattiin 679 km/s.

Lauantai 11. toukokuuta (Kp9)

Tänäkin päivänä vain AR 3664 (b-g-d) oli hyvin aktiivinen ja tuotti X5.89 -luokan flarepurkauksen. Geomagneettiken myrsky saavuttu ankaran myrskyn tason (G5). Aurinkotuulen nopeus oli huipussa 993 km/s kello 11.33, IMF kentän voimakkuus oli 73 nT ja Bz -komponentti -50 nT kello 00.48. Magneettinen myrsky riehui koko vuorokauden vain vähän laantuen. Voimakkaimmat lukemat Potsdamissa (Kp9) mitattiin vuorokauden vaihtuessa, josta arvosta tultiin alaspäin (Kp8–) seuraavan vuorokauden alkuun mennessä.

Harvinainen halo(IV)CME havaittiin kello 2.36 ja sille mitattiin mediaaninopeus 1420 km/s. Kaikkein nopeimmat pilven osien nopeudet kohosivat 2015 km/s. Kello 17.24 havaittiin halo(II) CME , jolle mitattiin nopeus 520 km/s.

Sunnuntaina 12. toukokuuta (Kp7)

Pilkkuryhmien huippuaktiivisuus näyttää hieman laskeneen, sillä tänäänkin vain AR 3664 tuotti X1.02 -luokan flaren ja lukuisia M -luokan purkauksia. Magneettinen myrsky (G5) jatkui, aurinkotuulen nopeuden ollessa maksimissaan 1 005 km/s kello 00.55. Magneettinen myrsky jatkui vaikkakin jo selvästi heikompana kuin edellisen vuorokauden aikana. Potsdamissa tehdyt mittaukset saavuttivat Kp7 -lukeman aamun tunteina laantuen päivän ajaksi ja uudelleen kohoten lukemaan Kp6+ vuorokauden päättyessä.

Kello 3.48 havaittiin halo(II) CME , jonka nopeudeksi määritettiin 452 km/s

Maanantai 13. toukokuuta (Kp6)

Pilkkuryhmien aktiivisuus oli tänään hyvin maltillisella tasolla, yksikään ei tuottanut X -luokan flarepurkausta. Geomagneettinen myrsky oli laantumassa. Magneettinen myrsky jatkui edelleen ja aamupuolella Potsdamissa saavutettiin huippulukema Kp6. Tämä oli viimeinen vuorokausi tälle magneettiselle myrskylle.

Kello 9.24 ja 10.12 havaittiin halo(II) CME:t joille mitattiin nopeudet 892 ja 657 km/s

Tiistai 14. toukokuuta (Kp2+)

Pilkkuryhmä AR 3664 (b-g-d) tuotti ennätys voimakkaan flarepurkauksen kello 16.51. Sille mitattiin X8.79 voimakkuus. Tämä tapahtui viime hetkellä, sillä pilkkuryhmä oli jo siirtymässä Auringon näkyvän länsireunan taakse. Sama pilkkuryhmä tuotti kaksi muutakin X-luokan flarea: kello 2.09 purkauksen voimakkuus oli X1.72 ja kello 12.55. voimakkuus oli X1.2.

Kello 4.36 ja 10.12 havaittiin halo(II) CMEt, joille mitattiin mediaaninopeudet 553 km7s ja 473 km/s.

Kello 17.36 havaittiin yhtä aikaa kolme CME-purkausta, joista yksi oli halo(II) -tyyppiä ja sille mitattiin nopeudeksi 892 km/s.

Toukokuun 2024 aurinkomyrskyn voimakkain flarepurkaus tallentui NASAn SDO aurino-observatorion AIA 131 -kameraan. Kuvassa oleva kohina johtuu energiste hiukkasten törmäämisestä kamran kuvasensoriin. Kuva NASA/SDO/AIA 131.

Keskiviikko 15. toukokuuta (Kp3)

Edelleen pilkkuryhmä AR 3664 (b-g-d) tuotti X3.48 -luokan flarepurkauksen ja uutena tulokkaana pilkkuryhmä AR 3685 (b-g) tuotti X2.9-luokan flaren ollessaan edelleen Auringon itäreunan takana. Numeron pilkkuryhmä sai vasta vuorokautta myöhemmin.

Kello 17.36 havaittiin halo(IV), jolle mitattiin nopeudeksi 687 km/s.

Tästä eteenpäin niin Auringon aktiivisuus kuin maapallon magneettinen toiminta laantui tavanomaiselle tasolleen.

Vertailua

Tutkijat ovat verranneet tätä toukokuun 2024 myrskyä Halloween 2003 myrskyyn. Monilla mittareilla arvioituna näyttääkin siltä, että nyt koettu myrsky oli hivenen voimakkaampi näistä kahdesta, vaikka tämä arvio riippuu siitä, mitä tekijää kutkin tutkija arvottaa eniten. Esimerkiksi myrskyindeksi (Dst) saavutti varhain 11. päivänä lukeman –412 nT. Halloween 2003 aikana myrskyindeksin huippuja oli useita: 29.10. –353 nT ja 30.10 lukema oli –385 nT. Viimeisin myrskyindeksi huippulukema –422 nT saavutettiin 19.10. päivän iltana, josta arvosta Toukokuun 2024 myrskyn lukema jäi hiuksen hienosti.

Halloween 2003 myrskyn aiheutti noin X45 -luokan flarepurkaus, kun taas Toukokuun 2024 -myrskyn aiheuttanut purkaus oli voimakkuudeltaan ”vain” X8.7. Molemmissa myrskyissä oli kuitenkin paljon yhteisiä piirteitä, joissa tutkijoilla riittää analysoitavaa pitkäksi aikaa.

Halloween 2003 myrsky voimakkain X45 -flarepurkaus tapahtui AR 10486 pilkkuryhmässä 4.11.2003 kello 19.53. Purkauksen kesto oli kaikkiaan 37 minuuttia, joka pituudessaankin on erityinen. Tavallisesti flarepurkaukset kestävät jonkin verran vähemmän aikaa. Toukokuun 2024 myrskyn voimakkain X-luokan purkauksen kesto oli vain 16 minuuttia. Kaiken kaikkiaan AR 13664 tuotti ainakin 10 X-luokan flarepurkausta.

Kuten edellä olevasta päivittäisestä tapahtumaluettelosta selviää, Toukokuun 2024 aurinkomyrsky oli kahden viikon hyvin epätavallisen Auringon aktiivisuusjakson huipentuma. Tämä sama piirre oli havaittavissa Halloween 2003 myrskyn kohdalla. Myrskyn aktiivisuus alkoi silloin jo lokakuun 13. päivänä (2003) ja jatkui marraskuun alkuun keskeytyksettä. Marraskuun alussa oli pari vuorokautta hieman rauhallisempaa kunnes 4.11. tapahtui tämä suurin satelliittimittausten aikana tapahtunut X45-luokan flarepurkaus. Auringon aktiivisuus ja maapallon magneettinen myrskyäminen jatkui voimakkaimman purkauksen jälkeenkin vielä pitkään, sillä vasta marraskuun 24. päivän aikana saavutettiin jonkinlainen ajankohdan normaali tila.

Julkisuudessa on esitetty huolestuneita arvioita siitä, kuinka hyvin nykyinen inframme kestää voimakkaat aurinkomyrskyt. Toukokuun 2024 aurinkomyrsky oli varmasti hyvä harjoitus joskus tulevaisuudessa tapahtuvalle, vieläkin voimakkaammalle aurinkomyrskylle, milloin se sitten tuleekin. Nyt suurimmat haitat näyttävät aiheutuneen lähinnä HF-radioliikenteelle yhteyskatkosten muodossa. Pahimmillaan radioliikenne häiriintyi arktisen alueen lisäksi Pohjois- ja Etelä-Amerikan alueella. Aurinkomyrsky oli niin pitkäkestoinen, että muuallakin varmasti koettiin ongelmia radioyhteyksissä.

Muista häiriöistä tai laiterikoista ei ole kerrottu medioissa ainakaan sellaisessa muodossa, että ne olisivat osuneet silmiini. Voidaan tietysti olettaa, että jonkin satelliitin toimintahäiriö ei ole sellainen uutinen, joka nostetaan etusivun otsikoihin. Edelleen, uutinen ei ole lainkaan se, että jonkin sähkölaitoksen verkkohäiriö olisi esiintynyt aurinkomyrskyn aikana. Vai voisiko tästä tehdä sellaisen päätelmän, että voimakkaidenkin aurinkomyrskyjen kanssa on opittu elämään ainakin jossakin määrin? Ehkä!