EGUZKIKADAK: fenomeno motak

Naiara Barrado eta Itziar Garate

Aurreko artikulu batean Eguzkikaden jatorriaz aritu ginen. Hor ikusi genuen Eguzkiaren eremu magnetikoa zela eguzkikaden eragilea eta Eguzkiaren jarduerak 11 urteko ziklo bat betetzen duela. Gaur, azalduko dugu eremu magnetikoak zer fenomeno eragin ditzakeen eta fenomeno horiek gugan zein eragin duten.
Eguzki-orbanak

Ezagunenak Eguzki-orbanak dira, Eguzkiaren gainazalean, Fotosferan, azaltzen diren gune ilunak. Ingurua baino hotzago daudelako ikusten dira ilun. Bertan tenperatura 4.000K-koa da gutxi gorabehera, Fotosferako batez besteko tenperatura 5.600K-koa izanik. Hala eta guztiz ere, inguruko Fotosferarik gabe ikusiko bagenitu, orbanen argia Ilargi betea baino distiratsuagoa izango litzateke. Orbanak tamainaz oso ezberdinak izan daitezke. Txikienek Lurraren tamaina dute, hau da, 6.000km-ko diametroa dute gutxi gorabehera; handienak 50.000km-koak dira (ikusi 1. irudia). Fotosferan ikusgai irauten duten denbora ere oso aldakorra da, egun batzuetatik aste batzuetara.

1. irudia: Eguzkiaren gainazalaren, Fotosferaren argazkia 2014ko urriaren 22an. Egun hartan, ikus zitezkeen 4 orban multzo (12194, 12192, 12193 eta 12187 zenbakiez izendatuta). Jupiter eta Lurra gainezarri dira irudian, orbanen tamaina hobe ikusteko.

1. irudia: Eguzkiaren gainazalaren, Fotosferaren argazkia 2014ko urriaren 22an. Egun hartan, ikus zitezkeen 4 orban multzo (12194, 12192, 12193 eta 12187 zenbakiez izendatuta). Jupiter eta Lurra gainezarri dira irudian, orbanen tamaina hobe ikusteko. (Argazkia: NASA/SDO/HMI eta thesuntoday.org)

Eguzkiak errotazio diferentziala du, hots ekuatoreak poloek baino azkarrago biratzen du, eta beraz, Eguzkiaren barneko eremu magnetikoaren lerroak eraldatu egiten dira (ikusi 2. irudia). Lerro bertikalak izatetik lerro etzanak izatera arte tolesten dira. Ondoren, eremu magnetikoaren lerroen eraldatzea konplexuagoa da, elkar nahasten eta kiribiltzen hasten baitira, korapilo eta lazoak sortuz. Askotan, lazo horiek Eguzkiaren gainazala gurutzatzen dute kanporantz, gainazalaren puntu batetik bestera doazen arkuak osatuz.

Arku horien mutur bakoitzean Eguzki-orban bat sortzen da: orban bat eremu magnetikoa gainazaletik irteten den lekuan, eta beste orban bat eremu magnetikoa berriz Eguzki barrura sartzen den lekuan. Gerta daiteke era berean eremuaren irtengunean orban bakar bat egotea, baina sargunean txikiagoak diren bizpahiru orban egotea.

2. irudia: Eguzki barneko eremu magnetikoaren kiribiltze prozesuaren irudikapena. Eguzkiaren eremu-magnetikoaren lerroak tolesten hasten dira (erdiko irudia), gainazaletik irteten diren arku eta lazoak eragin arte. Gune hauetan orbanak eta protuberantziak sortzen dira.

2. irudia: Eguzki barneko eremu magnetikoaren kiribiltze prozesuaren irudikapena. Eguzkiaren eremu-magnetikoaren lerroak tolesten hasten dira (erdiko irudia), gainazaletik irteten diren arku eta lazoak eragin arte. Gune hauetan orbanak eta protuberantziak sortzen dira.

Eguzkiaren gainazala gertutik aztertuta ikusten diren gelaxkek agerian uzten dute Fotosferan konbekzioa gertatzen dela. Hau da, lapikoan ura irakiten jartzen dugunean bezala, Eguzkia ere borborka ari dela dirudi. Fenomeno horri granulazioa deritzo eta Eguzki-orbanetan izan ezik Fotosfera osoan gertatzen da (ikusi 3. irudia). Orbanetan bi gune bereiz ditzakegu, unbra eta penunbra. Unbra gune ilunena da. Bertan, eremu magnetikoa irteten edo sartzen ari da gainazalarekiko ia zut. Eremu magnetikoaren lerroen dentsitatea handia da gune honetan eta materialaren konbekzioa oztopatuta geratzen da; ondorioz, tenperatura jaitsarazi egiten du. Penunbra unbraren inguruan ikusten den filamentu multzoa da. Bertan, eremu magnetikoa etzanago dago. Lerroak ez dira gainazaletik gehiegi irteten, berehala berriz barrurantz sartzen baitira. Eguzki-materia edo plasma (elektrikoki kargatuta dagoen gas dentsoa) eremu magnetikoaren lerroetan harrapatuta geratzen da eta horregatik ikusten ditugu filamentu jarraituak.

3. irudia: Eguzki-orban bat gertutik. Gune ilunenari unbra deritzo eta inguruko filamentuek osatzen duten guneari penunbra. Kanpoaldean, Fotosfera eta bertako granulazioa ikus daiteke. (Argazkia: SST eta Royal Swedish Academy of Sciences)

3. irudia: Eguzki-orban bat gertutik. Gune ilunenari unbra deritzo eta inguruko filamentuek osatzen duten guneari penunbra. Kanpoaldean, Fotosfera eta bertako granulazioa ikus daiteke.
(Argazkia: SST eta Royal Swedish Academy of Sciences)

Eguzki-orbanak garrantzitsuak dira Eguzkiaren zikloari buruzko informazioa ematen duten ikus-tresnak direlako. Eguzkiaren jarduera maximora iristen denean, orban kopurua oso handia izaten da eta Eguzkia gune ilunez beteta ikus dezakegu. Jarduera minimora iristen denean, berriz, orban kopurua oso txikia da. Eguzki-orbanen kokapenak ere patroi bat betetzen du. Zikloaren hasieran (jarduera minimotik gertu) orbanak 30º-ko latitudean azaltzen dira, hau da, ekuatoretik urrun. Baina zikloa aurrera doan heinean, gero eta gehiago hurbiltzen dira ekuatorera. Jarduera maximotik igaro ostean, ekuatorerantz hurbiltzen jarraitzen dute hurrengo zikloa hasi arte; une horretan jauzi egiten dute latitude altuetara.

Eguzki-protuberantziak

Eguzki-orbanak aurrez aurre begiratu beharrean, albo batetik ikusten baditugu (hau da arkuak Eguzkiaren ertzean gertatzen direnean ikusten baditugu) Eguzki-protuberantziak ageri dira. Hots, orban batetik bestera doan eremu magnetikoaren lerroetan harrapatuta geratzen den materia ikusten dugu. Protuberantzia normalak bizpahiru kilometrokoak izan daitezke. Ikusi den handiena, ordea, 800 mila kilometrokoa izan da (Eguzkiaren erradioaren tamainaren berdina gutxi gorabehera).

4. irudia: Eguzki-protuberantzia ikaragarri bat, Lurraren tamainarekin alderatuta. (Argazkia: NASA/SDO/AIA)

4. irudia: Eguzki-protuberantzia ikaragarri bat, Lurraren tamainarekin alderatuta. (Argazkia: NASA/SDO/AIA)

Eguzki-haizea eta Eguzki-ekaitzak

Beroa eta argiaz gain, Eguzkiak partikula kargatuen (batez ere elektroi, protoi eta alfa partikulen) korronte bat ere igortzen du. Eguzki-haizea deritzo korronte horri. Partikula-korronte hau oso aldakorra da, bai dentsitate eta tenperatura aldetik, bai eta hartzen duen abiaduraren aldetik. Baina Eguzkia etengabe ari da materia botatzen, haizea igortzen. Eguzki-haize azkarrenek 750km/s-ko abiadura dute (segundo batean 750km egiten dituzte!) eta Fotosferako konposizio bera dute; eguzki-haize geldoenek aldiz 400km/s-ko abiadura hartzen dute eta Koroaren konposizioa dute. Eguzki-haize geldoa dentsoagoa eta konplexuagoa da.

Eguzki-ekaitza izatez haize horren eztanda bortitz bat da. Eztanda, azkarra eta eremu txiki batean mugatua izan daiteke, eta orduan Eguzki-erupzioa deritzo; bestela, geldoagoa eta zabalduagoa izan daiteke eta Koroako Masa Igorpena esaten zaio (KMI).

Eguzki-erupzioak bat-bateko energia handiko eztandak dira eta uhin-luzera laburrenetan argizko flash handiak erakusten dituzte. Batez ere, elektroi, ioi eta atomoak igortzen dituzte eta argiaren abiaduraz higi daitezke. Partikula horiek Eguzkiaren atmosfera osoa (Fotosfera, Kromosfera eta Koroa) gurutzatzen dute espaziora ihes egin aurretik. Askatzen duten energiaren arabera (energia gutxiagotik handiagora) A, B, C, M eta X hizkiez sailkatzen dira erupzioak. Energia handieneko erupzioek X-izpiak igortzen dituzte eta argiaren abiaduran higitzen dira norabide guztietan. Hortaz, 8 minutu besterik ez dute behar Lurrera iristeko.

Koroako Masa Igorpenetan Eguzkiaren Koroako materiala igortzen da. KMI-ak Eguzki osoa estal dezaketen partikula hodeiak dira eta eremu magnetikoz beterik daude. Bonbila itxurakoak dira ohikoenak (ikusi 5. irudia) eta 1-3 egun behar dituzte Lurrera iristeko. KMI-ak ikusteko koronografo bat erabili behar da. Tresna honek Eguzkiaren erdigunetik datorren argi distiratsua estali eta Eguzkiaren atmosferako igorpenak bakarrik ikustea ahalbidetzen du. Askotan, X motako erupzioen ostean KMI bat gertatzen da, baina ez beti.

KMI-ak orokorrean 300km/s-ko abiaduraz higitzen dira, baina 100km/s bezain geldoak edota 3.000km/s bezain azkarrak ere izan daitezke. Inguruko Eguzki-haizearen eremu magnetikoa baino eremu indartsuagoa dute KMI-ek eta beraz, tamainaz handitzen doaz, zabaltzen, Eguzkitik urruntzen diren heinean. Lurrera iristen direnerako, Eguzkia eta Lurraren arteko espazioaren erdia har dezakete. Geldoenek 1-2 egun behar dituzte Lurra guztiz zeharkatzeko.

5. irudia: irudia: Barneko aldean 131Å-ko uhin-luzeran behatzen diren Eguzki-erupzioen adibide bat ikus daiteke (kasu honetan X motako erupzioa da, “Solar Flare” ingelesez). Kanpoko aldean, Koroako Masa Igorpen baten adibidea ikus daiteke (CME ingelesez). Askotan bi fenomenoak batera gertatzen dira, baina ez beti.

5. irudia: Barneko aldean 131Å-ko uhin-luzeran behatzen diren Eguzki-erupzioen adibide bat ikus daiteke (kasu honetan X motako erupzioa da, “Solar Flare” ingelesez). Kanpoko aldean, Koroako Masa Igorpen baten adibidea ikus daiteke (CME ingelesez). Askotan bi fenomenoak batera gertatzen dira, baina ez beti. (Argazkia: NASA/SDO eta NASA/ESA/SOHO

Ekaitz geomagnetikoak

Lurrak ere badu bere eremu magnetikoa, 60 mila kilometroko altuera har dezakeena. Eremu magnetikoak hartzen duen eskualdeari Magnetosfera deitzen diogu. Oso garrantzitsua da gizakiontzat, Magnetosferak babestu egiten baikaitu Eguzkitik datozen partikula gehienetatik. Eguzki-haizeak itxura berezia ematen dio Magnetosferari. Eguzkira begira dagoen aldean, hau da, egunez dagoen aldean, Magnetosfera Lurrerantz zapaltzen da eta atzeko aldean, berriz, gaualdean, luzatu egiten da (ikusi 6. irudia).

6. irudia: Lurraren eremu magnetikoak sortzen duen gunea, Magnetosfera, zapaldu egiten da Eguzkirantz begira dagoen aldean eta luzatu ilunpetan dagoen aldean. (Argazkia: NASA/NOAA)

6. irudia: Lurraren eremu magnetikoak sortzen duen gunea, Magnetosfera, zapaldu egiten da Eguzkirantz begira dagoen aldean eta luzatu ilunpetan dagoen aldean.
(Argazkia: NASA/NOAA)

Eguzkitik datorren haizea edo ekaitza indartsua denean, Eguzkiaren eremu magnetikoa eta Lurreko eremu magnetikoa elkarrekin konbinatzen dira. Egoera horri, Ekaitz geomagnetikoa deritzogu eta horrelakoetan Eguzkiko partikulek (batik bat elektroiek) Lurreko eremu magnetikoaren lerroei jarraitzen diete poloetaraino. Bertan, gure atmosferako atomo eta molekulekin talka egiten dute. Talkaren ondorioz, atmosferako atomoek energia irabazten dute, ondoren gehiegizko energia hori argi ikusgai moduan askatzen dutelarik. Argi-igorpen hauek Aurora moduan ezagutzen ditugu. Talkaren ezaugarriaren arabera (partikula motak, abiadura, eta abar)

Partikula mota edo abiadura bezalako ezaugarrien arabera, talkan askatutako energia txikiagoa edo handiagoa izaten da, eta beraz, igorritako argia kolore batekoa edo bestekoa da. Eguzkitik etorritako elektroiek oxigenoarekin talka eginez gero, adibidez, aurorak berdeak edo gorriak dira eta nitrogenoarekin talka eginez gero, arrosak edo moreak. Eguzkiko protoiek aurora ahulagoak eta lausoagoak eragiten dituzte, guretzat ia ikusezinak.

7. irudia: irudia: Eguzkitik datozen partikulen eta ekaitz geomagnetikoen ondorioz sortzen dira aurorak poloetatik gertu. Koloreak partikulen arteko talketan askatzen den energiari buruzko informazioa ematen du. (Argazkia: NASA eta Sebastian Saarloos)

7. irudia: Eguzkitik datozen partikulen eta ekaitz geomagnetikoen ondorioz sortzen dira aurorak poloetatik gertu. Koloreak partikulen arteko talketan askatzen den energiari buruzko informazioa ematen du. (Argazkia: NASA eta Sebastian Saarloos)

Ekaitz geomagnetikoek badute beste eragin bat ordea. Magnetosferan zehar korronte elektrikoak sor ditzakete, baita aldaketak ionosferan (Lurreko atmosferaren goiko aldean). Ionosferan sortutako korronteek eta ionosferara iritsitako partikula energiadun berriek, ionosferako energia handitu egiten dute; horrek ionosferaren berotzea dakar eta, ondorioz, dentsitate igoera bat. Ionosferaren dentsitatea handiagoa bada, orbita baxuetan dauden sateliteek (esaterako telekomunikazio sateliteek) marruskadura edo frikzio gehiago nabarmentzen dute eta beren higidura aldatu egiten da. Irrati-uhinen ibilbidea ere aldatu egiten da dentsitate igoera dela eta; ondorioz, nabigazio-sistemen (GPS-en) funtzionamenduari erroreak eragiten zaizkio.

Ekaitz geomagnetikoek Lurreko eremu magnetikoa aldatzen dutenez, instalazio elektriko handiak honda ditzakete, eta bai itzalaldi luzeak eragin ere. Bestalde, halako ekaitzetan, igo egiten da espazioan dauden astronauta eta sateliteek jasaten duten erradiazio maila eta beraz, segurtasun-neurri bereziak hartu behar dira Ekaitz geomagnetiko bat hurbiltzen ari dela dakigunean. Beraz, gaur egun, oso garrantzitsua da gizakiontzat Ekaitz geomagnetikoak noiz eta zer indarrez gertatuko diren jakitea. Hori dela eta, duela 20 bat urte sortu zen Espazioko Eguraldia (Space Weather) deritzon fisikaren arloa, Eguzkikada guztiak eta guregan duten eragina aztertzen duen zientziaren adarra.

—————————————————–

Egileez: Naiara Barrado Izagirre (@naierromo) UPV/EHUko Fisika Aplikatuko irakaslea da eta Zientzia Planetarioen Taldeko kidea. Itziar Garate Lopez (@galoitz) Fisikan doktorea da eta UPV/EHUko Zientzia Planetarioen Taldeko kidea.

—————————————————–

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>