Interakcija koroninih šupljina i sunčevih oluja

Projects

ICOHOSS logohrzz logo

Akronim: ICOHOSS
Trajanje: 01.03.2021. - 28.02.2025.
Ukupna vrijednost: 1.217.865,00 HRK
Finaciranje: Hrvatska zaklada za znanost

Voditeljica projekta: Mateja Dumbović

Opis:
Istraživanja u sklopu projekta ICOHOSS ce imati značajan utjecaj na razumijevanje propagacije i evolucije CME-a, što je jedan od temeljnih problema heliosferske fizike. Sadašnji modeli i teorije uglavnom se odnose na pojednostavljene magnetske strukture, stoga će opsežna analiza složenih struktura donijeti nova znanja za proširenje i produbljivanje teorijskih pristupa. Predloženim ćemo istraživanjima unaprijediti spoznaje o sunčevim olujama, ali i poboljšati naše sadašnje znanje iz perspektive svemirske prognostike kako bi se u budućnosti lakše ublažile štete vezane uz složene i, dakle, opasne poremećaje svemirskih vremenskih prilika.

Koronini izbačaji (eng. coronal mass ejections, CMEs), popularno poznati kao „sunčeve oluje”, najsilovitiji su eruptivni fenomeni u sunčevom sustavu i najistaknutiji pokretači svemirskih vremenskih prilika. Moderna paradigma je da su to erupcije magnetskih plazmatskih struktura čije silnice helikoidalno vijugaju oko središnje osi, tzv. Usukane magnetske cijevi (eng. flux ropes, FR), uzrokovane magnetskim nestabilnostima koje izazivaju njihovu erupciju. CME-ovi se tipično šire radijalno od Sunca, a njihova je kinematika u međuplanetarnom prostoru vođena magnetohidrodinamičkim (MHD) otporom. Modeliranje propagacije CME-a na temelju MHD otpora rezultiralo je vrlo uspješnim analitičkim modelom propagacije CME-a (DBM) i njegovu ansambl inačicu (DBEM). Mnoga istraživanja pokazala su da propagacija CME-a može znatno odstupati od početnog, radijalnog smjera zbog povratne sile magnetske pozadine. Defleksije se obično pojavljuju u blizini Sunca zbog blizine „otvorenih” područja koroninih supljina ili strujnica. Koronine šupljine (CH) su regije niske gustoće plazme u sunčevoj koroni, koje se opažaju kao tamne regije u EUV podacima EUV i povezane su s otvorenim magnetskim silnicama te brzim sunčevim vjetrom. Interakcija između brzog sunčevog vjetra iz CH i sporijeg sunčevog vjetra dovodi do stvaranja područja interakcije (eng. stream interaction region, SIR), koje mogu korotirati sa Suncem i trajati nekoliko sunčevih rotacija, kada se nazivaju korotirajucim područjima interakcije (eng. corotating interaction regions, CIRs).

ICOHOSS CME ICME
Budući da DBM i drugi modeli propagacije koriste ulazne parametre počevši od vanjske korone (15R i šire), defleksije obično nisu uključene. Numeričke simulacije pružaju odlična sredstva za proučavanje kompleksnih događaja kao što su interakcije CME-a s koroninim šupljinama, no njihove rezultate nije uvijek lako interpretirati. Sustavna istraživanja parametara za manje složene događaje obično se provode pomoću analitičkih modela temeljenih na fizici jer su oni jednostavni za interpretaciju i računalno“jeftini“ uz performanse usporedive s rezultatima numeričkog modela. Kako CME-i propagiraju kroz međuplanetarni prostor, oni gomilaju plazmu i mogu pokrenuti udarne valove ispred sebe, gdje se i magnetska struktura i poremećena međuplanetarna plazma i magnetsko polje obično nazivaju međuplanetarni koronini izbačaji (ICME), koji se sastoje od područja iza udarnog vala i magnetske strukture. U međuplanetarnom prostoru obično se promatraju in situ pomoću mjerenja plazme, magnetskog polja i/ili čestica. Evolucija CME-a uključuje i njihovo širenje. Najčešća je pretpostavka da se šire na sebi sličan način, tj. na način da je element plazme u novije vrijeme skalirana kopija istog u nekom prijašnjem vremenu. Evolucija CME-a može značajno odstupati od ujednačene samoslične ekspanzije uslijed magnetskog prespajanja. Magnetsko prespajanje može dovesti do smanjenja magnetskog toka kada se, npr., javlja između CME-a i koroninih šupljina (prespajanje izmjenom), kao i složene interakcije u kojoj je CME „stisnut” između dviju magnetskih struktura pa je njegovo širenje inhibirano. Stoga je jasno da interakcija CME-a s koroninom šupljinom i pripadajućom magnetskom strukturom može promijeniti ne samo njegovu propagaciju, već i njegova evolucijska svojstva na putu prema Zemlji.


Team:
Dr Mateja Dumbovic (voditeljica)
Dr Bojan Vrsnak
Dr Manuela Temmer
Dr Astrid Veronig


Znanstvena pitanja:
1) Kakve se vrste in situ potpisa očekuju od CME-CH interakcija i s kakvim tipovima interakcije su ti potpisi povezani?
2) pojavljuju li se CME-CH interakcije na svim radijalnim udaljenostima? Što upravlja udaljenosti interakcije i kako ona utječe na učinke interakcije?
3) mijenja li CME-CH interakcija unutarnju magnetsku strukturu CME-a i kako? Odražava li se ova promjena na geo - i GCR-učinkovitost CME-a?

ICOHOSS CH CIR
© 2021 Hvar Observatory.