Mi hozta el a sarki fényt Magyarország fölé?

Az elmúlt napokban többször is lehetett látni a sarki fényt Magyarországról – de vajon pontosan mi okozza, és hogyan hat mindez a Föld körüli plazmakörnyezetre?

A drónnal készült képen sarki fény (aurora borealis) látszik az északi égbolton a salgói vár felett Salgótarján közeléből fényképezve 2026. január 19-én Fotó: Komka Péter Forrás: MTI

A HUN-REN Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet (HUN-REN FI) kiemelkedő kutatási területei közé tartozik a sarki fényt is okozó, úgynevezett űridőjárási események folyamatos megfigyelése és a jelenségek hátterében álló folyamatok feltárása.

A Nap mágneses terének látható megnyilvánulásai a környezetüknél sötétebb, hidegebb napfoltok. Mivel a Nap mágneses tere nem állandó, hanem körülbelül 11 éves ciklus szerint változik, a Nap felszínén, a fotoszférában megjelenő napfoltok száma és mérete is változik a ciklus alatt. A 2020-ban indult jelenlegi, 25. ciklus 2024-ben érte el a maximumát, azonban a Nap aktivitása még most is magas. Ez azt is jelenti, hogy jóval több olyan nagy területű, komplex napfoltcsoport megjelenése várható, melyhez eruptív jelenségek (flerek, koronaanyag-kidobódások [CME]) is kapcsolódnak, melyek a mágneses erővonalak átrendeződése során

hatalmas mennyiségű töltött részecskét, egy, a nyugodt napszél sebességének többszörösével haladó plazmacsomagot bocsátanak ki. Ha ez a Földet eltalálja, annak mágneses környezetében folyamatok láncolatát indítja el. Ezt nevezzük geomágneses viharnak.

Mi történik a Föld körüli térségben?

A geomágneses viharok során a napszél a Földet védő mágneses pajzs, a magnetoszféra külső rétegeit mintegy lehámozza és a Föld árnyékos, éjszakai oldalán található úgynevezett csóva felé sodorja. A csóvában felhalmozódó és összesűrűsödő mágneses plazma egy kritikus határt elérve gyors kitörésekben oldódik fel, miközben a plazmát a Föld felé lövi, hasonlóképpen egy felajzott íjból kilőtt nyílhoz vagy egy csúzlihoz.

A sarki fény kialakulásának sematikus ábrája
Fotó: physics.uiowa.edu

A csóvából a Föld felé gyorsított töltött részecskék a mágneses erővonalakat követve a légkörben található különféle részecskékkel ütközve, kb. 100-400 km magassági tartományban hozzák létre a sarki fényt. A több száz km magasságnak köszönhetően a megfigyelőtől akár 5-10 fokkal északabbra (azaz esetünkben Lengyelország fölött) kialakuló sarki fény észlelésére is van esély kristálytiszta időben.

A felgyorsított töltött részecskék a légkör összetevőivel ütközve hozzák létre a sarki fényt
Fotó: physics.uiowa.edu

Az esti órákban látható sarki fényt tehát nem közvetlenül a Napból beérkező részecskék okozzák, ahogy arról a legutóbbi látványos sarki fény esemény után a legtöbb híradás beszámolt, hanem a mágneses viharok során a Nappal ellentétes oldalon, a csóvából a Föld felé kilőtt plazmacsomagok. Bár a Napból érkező részecskék is gerjesztik a légkör részecskéit, azonban az fényes nappal történik, és ezért nem látható.

A feljegyzések alapján a legjelentősebb ilyen geomágneses vihar a Carrington-esemény volt 1859 szeptemberében, mely egy hatalmas napfoltcsoport által okozott flert követő koronaanyag-kidobódás következménye volt.

Richard Carrington rajza az 1859. szeptember elején megfigyelt napfoltcsoportról. Az A-D pontok a fler helyét jelölik
Fotó: HUN-REN

Ekkor alacsonyabb földrajzi szélességekről, például Kubából is jelentettek sarki fényt. A napciklus maximumának környékén megfigyelhető sarki fény jóval erősebb, mint a minimumok idején látható, éppen ezért távolabbról, azaz alacsonyabb szélességekről is láthatóvá válhat.

Mi volt a napokban tapasztalható sarki fény forrása?

A napokban tapasztalt vihar forrása egy hosszú időtartamú X1.9 osztályú napkitörés volt, amely január 18-án a késő délutáni órákban fénylett fel a Napkorong közepén elhelyezkedő 4341 számú aktív régióban. A fler-eseményt egy Föld irányú koronakilökődés követte, mely a Földnek csapódva az 5-ös skálán 4-es erősségű geomágneses vihart, és ennek következtében látványos sarki fényt okozott az Európai térségben. A tihanyi méréseken is jól látszik a vihar beérkezése 19-én, hétfőn az esti órákban. A kezdeti pozitív eltérés a magnetoszféra drasztikus összenyomódását jelzi, a rá következő negatív eltérés viszont már a vihar által felépített magnetoszferikus áramrendszer (gyűrűáram) következménye.

A földi mágneses tér északi komponensének változása Tihanyban január 14–21. között
Fotó: HUN-REN

A geomágneses vihar összetett folyamatokat indít el a Föld körüli plazmakörnyezetben is. A légkör 100–1000 km között elhelyezkedő ionizált tartományát ionoszférának nevezzük, amely visszaveri az elektromágneses hullámokat a MHz-es tartományban, így nagy szerepet játszik a rádiós kommunikációban.

A Széchenyi István Geofizikai Obszervatóriumban üzemelő ionoszonda valós időben monitorozza az ionoszféra állapotát. Egy nyugodt estén az ionoszféra réteges szerkezete egy folytonos piros (és zöld) nyomvonalként jelenik meg a mérés produktumain, az úgynevezett ionogramokon, míg sarki fény idején a jelek szóródnak az ionoszférában lévő, úgynevezett irregularitásokon. A további mérések és azon alapuló modellek pontosabban mutatják számunkra a vihar lefolyását és a Föld körüli környezet változásait, és lehetőséget adnak az ilyen intenzív események részletes elemzésére.

Az ionoszférarétegei egy nyugodt időszakban (január 17-én, bal oldal) és január 20-án este (jobb oldal), a sarkifény megjelenésével azonos időben. A vízszintes tengelyen az ionoszféráról visszaverődő jelek frekvenciája látható MHz-ben, míg a függőleges tengelyen a visszaverődés magassága
Fotó: HUN-REN

A HUN-REN Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet munkatársai a fent leírt folyamatok szinte teljes láncolatát nyomon követik a Napon kialakuló foltok fejlődésének vizsgálatától kezdve, a Föld körüli térségben zajló töltött részecske gyorsítási folyamatok megfigyelésén, valamint a felsőlégkörben okozott hatások detektálásán és tanulmányozásán túl a felszíni geomágneses tér változásának regisztrálásáig.

A Föld plazmakörnyezetében zajló folyamatok felszíni eszközökkel történő megfigyelése a nagycenki Széchenyi István Geofizikai és a Tihanyi Geomágneses Obszervatóriumokban történik.