Ilmiö Auringossa: Yhteiskiertoinen vuorovaikutusalue (CIR)

KAK — Aurinkotuuli ei ole tasainen virta hiukkasia, vaan sen nopeus ja ominaisuudet vaihtelevat riippuen siitä, mistä kohdasta Auringon pintaa se on peräisin. Erityisesti yhteiskiertoinen vuorovaikutusalue (aurinkotuulen tiivistymisalue), lyhyemmin CIR (Co-rotating Interaction Region), on yksi niistä rakenteista, jotka voivat yllättää revontuliharrastajan – ei räjähdyksellään kuten CME, vaan sitkeydellään ja ennustettavuudellaan.

Kuvakaappaus SWPC:n verkkosivulta jossa nähdään vasemmassa paneelissa CIR-alueiden tiheydet (yläkuva) ja nopeudet (alakuva). Seuraavassa paneelissa on samat asiat esitettynä pohjois-eteläsuuntaisesti leikkauksena. Oikealla oleva paneeli näyttää nämä samat asiat graafina. Kuva SWPC.

CIR syntyy, kun Auringon pinnalla vierekkäin olevista alueista lähtee liikkeelle sekä hidasta että nopeaa aurinkotuulta. Hitaampi virtaus voi olla peräisin sulkeutuneista magneettikenttäalueista, kun taas nopea aurinkotuuli on tyypillinen avoimille kenttälinjoille, erityisesti korona-aukoille. Koska Aurinko pyörii akselinsa ympäri noin 27 vuorokauden välein, nämä nopean ja hitaan virtausten rajapinnat kaartuvat spiraalimaisesti heliosfääriin. Nopeampi virtaus saavuttaa ennen pitkää edellään kulkevan hitaamman tuulen, ja niiden rajalle muodostuu tiivistymisalue, jossa hiukkastiheys ja magneettikentän voimakkuus kasvavat.

CIR on seuraus Auringon pyörimistä ja voi siten osua Maan kohdalle aina uudelleen noin kuukauden välein, mikäli sen taustalla oleva korona-aukko säilyy. Puristusalue voi voimistua matkan varrella ja muodostaa jopa iskuaaltoja, erityisesti siellä missä nopeuserot ovat suuria. Vaikka CIR ei ole yhtä voimakas kuin koronan massapurkaus, se voi olla säännöllinen ja pitkäkestoinen avaruussäähän vaikuttava ilmiö.

CIR-alueita voi esiintyä samanaikaisesti useita. Auringon kiekolla saattaa näkyä monta laajaa korona-aukkoa, ja jokainen niistä voi tuottaa oman nopean aurinkotuulensa – ja siten oman vuorovaikutusalueensa. Käytännössä Maan radan suunnassa havaitaan tyypillisesti 2 – 4 merkittävää CIR-aluetta yhden 27 vuorokauden (Auringon pyörähdysaika ekvaattorilla Maan suhteen) aikana, mutta luku voi olla suurempi aktiivisina jaksoina. Esimerkiksi syklin laskuvaiheessa, jolloin laajat napa-alueiden korona-aukot laajenevat kohti keskileveyksiä, on havaittu jopa 5 – 6 erillistä nopean tuulen vyöhykettä yhdellä kierroksella. Tämä tarkoittaa, että revontuliharrastajalla voi olla useita ennustettavia tilaisuuksia saman kalenterikuukauden aikana.

Kun CIR saapuu Maan läheisyyteen, sen tunnistaa aurinkotuulimittauksista useista samanaikaisista muutoksista. Aurinkotuulen tiheys ja magneettikentän voimakkuus nousevat usein selvästi. Myös aurinkotuulen nopeus kasvaa – tosin vähitellen – ja lämpötila voi nousta puristuneessa plasma-alueessa. Iskuaallot, jos niitä syntyy, näkyvät jyrkkinä muutoksina kenttä- ja plasma-arvoissa.

CIR:n merkitys revontuliharrastajalle on siinä, että se voi laukaista geomagneettista aktiivisuutta – mutta hieman eri tavalla kuin CME. Koska CIR:n saapuminen on asteittaista, myös sen vaikutukset kasvavat hitaasti. Jos CIR:ään liittyvä magneettikenttä sattuu osoittamaan etelään (eli Bz-komponentti on negatiivinen), se voi kytkeytyä Maan magneettikenttään ja synnyttää revontulia. Tällaiset purkaustilanteet eivät ole aina erityisen kirkkaita tai nopealiikkeisiä, mutta ne voivat kestää pitkään, joskus koko yön.

CIR:n käyttö revontuliennusteessa perustuu siihen, että ilmiö on usein toistuva. Kun samasta korona-aukosta lähtevä nopea virtaus aiheuttaa CIR:n kerran, sen voi odottaa tekevän saman uudelleen noin 27 päivän kuluttua. Tätä säännöllisyyttä hyödyntämällä harrastaja voi rakentaa omia pidemmän aikavälin ennusteitaan. Tarkkailemalla koronakuvia (esimerkiksi AIA 193 Å -kanavalla) ja seuraamalla virallisia ennusteita (SWPC:n ENLIL-mallinnus) aurinkotuulen nopeusalueista voi muodostaa käsityksen siitä, milloin seuraava CIR on tulossa. Jos edellisellä kierroksella syntyi revontulia, on todennäköistä, että myös seuraavalla kierroksella nähdään ainakin jonkin verran aktiivisuutta – joskin magneettikentän suunta määrää lopullisen vaikutuksen.

Revontulien näkökulmasta CIR:t ovat parhaimmillaan silloin, kun ne tuottavat pitkään kestäviä, rauhallisesti liikkuvia revontulia. Ne voivat levitä laajalle, ja joskus näkyä Etelä-Suomea myöten, erityisesti syksyn ja kevään pimeinä ja magneettisesti "herkkinä" aikoina. Koska CIR ei tarjoa yhtä äkillistä magneettisen myrskyn käynnistymistä kuin CME, se tarjoaa myös aikaa valmistautua. Ennustettavuus tekee siitä monille harrastajille mieluisan kohteen.

Päivitys 30.5.2025 – CIR-myrsky näkyi, mutta ei Suomessa

Eilen 29.5.2025 aamuyöllä Suonen aikaan alkanut C3-luokan geomagneettinen myrsky syntyi CIR:n vaikutuksesta ja toi näyttäviä revontulia monille alueille, erityisesti Pohjois-Amerikkaan. Myös Uudesta Seelannista raportoitiin valokuvien kera SpaceWeather.con sivuston galleriaan.

Suomessa tilanne oli kuitenkin aivan toinen: taivas on tähän aikaan vuodesta jo liian valoisa revontulien näkymiselle, ja lisäksi sää oli kauttaaltaan pilvinen ja sateinen, erityisesti Etelä- ja Keski-Suomessa. Tämä muistuttaa siitä, että vaikka avaruussää olisi kuinka aktiivinen, revontulien näkyminen ja myös Auringon havaitseminen vaatii myös paikallisesti suotuisat olosuhteet: pimeän taivaan ja kirkkaan sään.