Op 10 oktober om 19.58 uur Italiaanse tijd bereikte de geomagnetische storm het G3-niveau, “sterk”, op de schaal gebruikt door NOAA’s Space Weather Prediction Center. Kort daarna verscheen er een zwak rood-magenta licht op de webcams van de Alpen: op Plateau Rosà, boven Cervinia, vertoonde de lucht een gekleurde band net boven de horizon. Een aurora-fenomeen behoort tot de mogelijke verklaringen. Het National Institute of Astrophysics nodigt ons echter uit om nog een deur open te laten: die van een SAR, Stable Auroral Red arc, een stabiele rode boog die verband houdt met geomagnetische stormen.
Het is een minder kieskeurig onderscheid dan het lijkt. Met een rode foto van de hemel alleen kunnen we niet vaststellen of we naar een echte aurora of een SAR kijken. We hebben gegevens nodig over het lichtspectrum en de betrokken deeltjes. Dus ja, de lucht was rood. Je kunt het beste nog even wachten tot de naam onder de foto geschreven staat.
Twee coronale ejecties arriveerden eerder dan verwacht
De oorsprong van de gebeurtenis werd in de daaropvolgende uren met grotere precisie gereconstrueerd. Volgens de INAF-update werd de storm veroorzaakt door twee coronale massa-ejecties, oftewel CME’s, die de zon op 7 en 8 oktober verlieten. Ze werden aanvankelijk op 11 oktober nabij de aarde verwacht; in plaats daarvan arriveerden ze in de middag van de 10e. De interplanetaire schok werd om 16.34 uur Italiaanse tijd gedetecteerd en een paar uur later bereikte de geomagnetische activiteit G3.
Een CME is een grote uitstoot van plasma en magnetisch veld uit de zonnecorona. Wanneer materiaal met gunstige eigenschappen de aarde bereikt, kan het energie naar de magnetosfeer overbrengen en het magnetische veld van de aarde verstoren. Het is daarom niet voldoende dat de zon iets in onze richting ‘schiet’: wat telt is de snelheid, de dichtheid en vooral de oriëntatie van het magnetische veld dat door de zonnewind wordt meegevoerd.
Op 10 oktober nam de activiteit voldoende toe om de optische effecten naar breedtegraden te duwen die veel lager zijn dan normale poollichtgebieden. En hier zijn we dan met de roodgekleurde Alpen.
Omdat je echt rood kunt zien
Aurora’s ontstaan wanneer energetische deeltjes interageren met atomen en moleculen in de bovenste atmosfeer. Zuurstof kan op verschillende hoogtes en onder verschillende omstandigheden groen of rood licht uitstralen. Tijdens intense geomagnetische gebeurtenissen kan het door het fenomeen getroffen gebied zich naar het zuiden uitbreiden en emissies waarneembaar maken die normaal gesproken veel dichter bij de polen beperkt blijven.
Dan is er nog de camera, die bij deze gelegenheden op volkomen legale wijze vals speelt. Met een belichting van enkele seconden worden emissies geregistreerd die te zwak zijn voor het menselijk oog. Om deze reden kan een lucht die in het echt nauwelijks gesluierd lijkt, in het beeld veranderen in een duidelijk duidelijker magenta band.
Aurora of SAR? Eén foto is niet genoeg
De SAR ziet er misschien uit als een aurora en heeft zelfs ‘aurora’ in zijn naam, maar het fysieke mechanisme is anders. Tijdens een geomagnetische storm kan de energie die samenhangt met de ringstroom rond de aarde elektronen in de ionosfeer verwarmen. Daaropvolgende botsingen prikkelen de zuurstofatomen, die het karakteristieke rode licht uitstralen. SAR-bogen worden meestal waargenomen tijdens perioden van sterke geomagnetische activiteit en kunnen zich over grote afstanden uitstrekken. NASA beschrijft deze structuren ook als rode emissies die verband houden met sterke opwarming in de interne magnetosfeer.
Er zijn enkele visuele aanwijzingen. Een aurora kan stralen, gordijnen en gordijnen ontwikkelen die snel van vorm en intensiteit veranderen; een SAR is doorgaans uniformer, langzamer en persistenter. Het probleem is dat de natuur niet goed genoeg hoeft te poseren om een diagnose via Instagram mogelijk te maken.
INAF is daarom voorzichtig met de beelden van 10 oktober: de rood-magenta gloed die op de Alpine-webcams wordt waargenomen, is reëel, net als de G3-storm. Om met zekerheid vast te stellen welk fenomeen dat licht veroorzaakte, zijn andere maatregelen nodig.
Wat betekent een G3-storm?
Op de NOAA-schaal van geomagnetische stormen komt G3 overeen met een ‘sterke’ verstoring en een planetaire index Kp gelijk aan 7. Het is het derde van vijf niveaus: daarboven zijn G4, ernstig, en G5, extreem.
De classificatie geeft ook mogelijke technologische effecten aan, niet de zekerheid dat deze hebben plaatsgevonden. Op G3-niveau overweegt NOAA spanningscorrecties in elektriciteitsnetwerken, oppervlakteladingen op satellieten, verhoogde atmosferische weerstand voor mensen in een lage baan, en intermitterende verstoringen van satellietnavigatie en hoogfrequente radiocommunicatie. De meer subtiele effecten zijn meestal geconcentreerd op hogere breedtegraden.
Voor Noord-Italië bleef het meest fotogenieke gevolg van 10 oktober het gevolg boven onze hoofden. De storm is gedocumenteerd, ook de rode gloed. Om het definitief het ‘noorderlicht’ te noemen, is nog steeds die iets minder spectaculaire stap in de fotografie vereist: het meten van wat dat licht feitelijk uitstraalde.
