Waciwoci i geoefektywno Koronalnych Wyrzutw Materii (CME) typu haloGrzegorz MichaekObserwatorium Astronomiczne UJ

rda zaburze geomagnetycznych Rozbyski- SEPs (Solar Energetic Particles), Promieniowanie elektromagnetyczneKoronalne Wyrzuty Materii (CMEs)- SEPs; ICMEs-fale uderzeniowe; Burze geomagnetyczne, Energetic Storm Particles (ESPs) Dziury Koronalne - burze geomagnetyczne spowodowane przez szybki wiatr soneczny

rda zaburze geomagnetycznych Najwikszy wpyw na pogod kosmiczn maj Koronalne Wyrzuty Materii (Tsurutani et al., 1990; Gosling et al., 1990)Koronalne Wyrzuty Materii (CMEs)- SEPs; ICMEs-fale uderzeniowe; Burze geomagnetyczne, Energetic Storm Particles (ESPs)

S to wielkoskalowe oboki namagnetyzowanej plazmy wyrzuconej ze Soca (cz korony sonecznej wraz z polem magnetycznym)

Masa M ~ 2x1013 kg (20 bilion ton)

Prdko V ~ 1000 km/s = 106 m/s

Energia Kinetyczna = MV2 = 1025 J

W 1996 roku satelita SOHO zacz dostarcza bardzo dobrych koronograficznych obserwacjiPod kierunkiem N. Gopalswamy razem z S. Yashiro stworzylimy SOHO/LASCO katalog

SOHO/LASCO kataloghttp://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list Zawiera parametry ponad 11 000 KWM (Yashiro et al. 2004)

SOHO/LASCO kataloghttp://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list Zawiera parametry ponad 11 000 KWM (Yashiro et al. 2004)

KWM & Pogoda KosmicznaCMEsSEPsBurza magnetycznaW momencie przybyciaCME do ZiemiOd momentupojawienia si CME na socu a do jego przybyciaSatelitySamolotyAtmosferaSatelityMagnetosferaJonosferaAtmosferaSystemy naziemneDst (nT)0- 100- 200- 300- 400- 500UT (h)Struktura pola magnetycznegojest kluczowa(Bz VMS

MCBtBzRozbyskKWM

Poudnie-Pnoc SN MCRekoneksja pola podczas pierwszej poowy MC

rda zaburze geomagnetycznych Nie wszystkie KWM s geoefektywne. Najsilniejsze zaburzenia s generowane przez KWM powstajce w centrum tarczy sonecznej (Zhao and Webb 2003)

rda zaburze geomagnetycznych Nie wszystkie KWM s geoefektywne. Najsilniejsze zaburzenia s generowane przez KWM powstajce w centrum tarczy sonecznej (Zhao and Webb 2003)

W obrazach koronograficznych pojawiaj si one jak wyrzuty typu halo (Howard et al.. 1982)

HALO KWMX28X17X10X08X28S16 E08S15 W02Heliograficzne wsprzdne stowarzyszonych rozbyskw uywane s jako lokalizacja dla CMEsGopalswamy et al. 2005 JGR

Lokalizacja KWM generujcych burze15WNSWEO Dst < - 200 nTO - 300nT < Dst < - 200 nTO Dst < - 300 nTAsymetria wschd-zachd37/55 = 67%18/55 = 33%2003/6/182000/4/72003/11/2020001029

Halo KWMPowoduj one najsilniejsze zaburzenia geomagnetyczne, ale s wyrzutami, ktre stanowi dla nas najwikszy problem.Koronograficzne obserwacje obarczone s efektem projekcji. Efekt ten ma najwikszy wpyw wanie na KWM generowane w centralnej czci tarczy sonecznej.Problem ten sta si motywacj do przedstawienianowej techniki, pozwalajcej wyznacza przestrzenne parametry KWM typu halo.

Stokowy model KWMMichalek et al., ApJ, 2003Zakadajc, e KWM propaguje si ze sta prdkoci i szerokoci ktow moemy w pierwszym przyblieniu zaoy , i ma on ksztat stoka opisanego za pomoc trzech parametrw: prdkoci, szerokoci ktowej oraz lokalizacji na dysku.

Stokowy model KWMMichalek et al., ApJ, 2003Zakadajc, e KWM propaguje si ze sta prdkoci i szerokoci ktow moemy w pierwszym przyblieniu zaoy , i ma on ksztat stoka opisanego za pomoc trzech parametrw: prdkoci, szerokoci ktowej oraz lokalizacji na dysku.Trzy parametry aby rozwiza powysze rwnania musz by otrzymane z obserwacji: Vx1, Vx2, DT

Stokowy model KWMMichalek et al., ApJ, 2003Wyznaczanie Vx1, Vx2, i DT z obserwacji LASCO nie jest atwym zadaniem, gdy KWM s czsto do sabe, a ich struktura moe by skomplikowanaPrzy pomocy tej techniki wyznaczono parametry dla wszystkich KWM w okresie 1996-2000.

Przewidywanie pogody kosmicznejPrzewidywanie pojawienia si KWM w okolicy Ziemi (Arrival time of halo coronal mass ejections in the vicinity of the Earth, Michalek et al.. 2004, A&A)Przewidywanie intensywnoci burzy geomagnetycznej (Properties and geoeffectiveness of halo coronal mass ejections, Michalek et al.. 2006, SpW) Majc przestrzenne parametry KWM naley uy ich do przewidywania zaburze geomagnetycznych

Przewidywanie pogody kosmicznejPrdkoci z obserwacji koronograficznychPrdkoci z modelu

Asymetryczny model KWM typu haloMichalek, SoP, 2006Powszechnie uwaa si, i KWM posiadaj magnetyczn struktur podobn do sznura zakotwiczonego na Socu (a flux-rope geometry). KWM powinny by zatem wycignite wzdu osi tego sznura Kolejnym krokiem byo przedstawienie asymetrycznego modelu KWM

Asymetryczny model KWM Michalek, SoP, 2006W modelu tym zakadamy, e ksztat KWM jest dalej stokowy alePrzekrj poprzeczny stoka nie jest okrgiem ale elips

Asymetryczny model KWMMichalek, SoP, 2006Dla tego modelu, aby wyznaczy parametry KWM typu halo, musimy zastosowa dwu-stopniow procedur Po pierwsze, musimy zmierzy prdkoci KWM typu halo w paszczynie nieba dla wielu ktw pozycyjnych Po drugie, stosujc numeryczne symulacje, dopasowujemy parametry stokowego modelu do prdkoci otrzymanych z pomiarwKty pozycyjne dla, ktrych mierzymy prdkoci Porwnanie modelu asymetrycznego zSymetrycznym

Asymetryczny model KWM Michalek, SoP, 2006Podobnie jak poprzednio ten model zosta zastosowany do przewidywania pogody kosmicznej (Michalek et al., SoP, 2007)Prdko z asymetrycznego modeluPrdkoci z obserwacji kronograficznychkorelacja~-0.83korelacja~-0.49

Nadzieja na przyszoStereoskopiczne obserwacje powinny pozwoli lepiej zbada 3-D waciwoci KWMIstnieje dua nadzieja, e kolejny krok w badaniu KWM nastpi dziki nowym satelitom wysanym ostatnio w kosmos (STERE i SOLAR B)

Obecne moliwoci Instrumenty SECCHI Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (EUVI, COR1, COR2, HI1, HI2) pozwalaj ledzi KWM a do granic ziemskiej magnetosferySWAVES odbiorniki radiowe pozwalaj obserwowa wybuchy radiowe generowane przez KWM a do granic ziemskiej magnetosfery

KWM Zostay odkryte niedawno ( na pocztku lat 70-tych).Wzbudzaj due zainteresowanie, poniewa generuj najintensywniejsze burze geomagnetyczne (ich odkrycie obalio mit, e rozbyski s rdem burz magnetycznych).W ostatnich 25 latach, dziki duemu wysikowi naukowcw zdobyto ogromn wiedz na temat KWM.Cigle pozostaje wiele istotnych pyta: jak KWM s generowane, jak mona przewidzie ich erupcj, jak przewidzie warto i zwrot pola magnetycznego unoszonego przez KWM?

Niebo widziane przez HI (lewa strona satelita A, prawa strona satelita B)Po prawej stronie, jasny obiekt to Ziemia z obiegajcym KsiycemPo lewej Wenus (W HI1 wida czasami Merkurego)

**