Devastating Solar Storms Could Be Much More Frequent Than We Realised

In early September 1859, something world-changing occurred. Earth was wracked by a monumental solar storm, which lashed our magnetosphere with a coronal mass ejection, the like of which had never before occurred in recorded history.

It’s called the Carrington Event, and it occurred right on the cusp of the Technological Revolution. It temporarily knocked out telegraph systems, but we weren’t yet so reliant on electrical technology that the storm could play major havoc.

And yes, solar storms can really mess us up. When charged particles from the Sun slam into Earth’s magnetosphere, the interaction can cause a geomagnetic storm, generating currents and atmospheric disturbances and ionisation that can knock out power grids and disrupt communications and navigation.

If a solar storm on a Carrington Event scale were to hit Earth today, we could be in big trouble. And although we haven’t been hit by one that big since, astrophysicists now believe solar storms of that magnitude are not as uncommon as we thought.

In fact, researchers think the Sun could be throwing a Carrington Event-style party every few decades – and it’s only a matter of time before we’re caught in the disco ball again.

„The Carrington Event was considered to be the worst-case scenario for space weather events against the modern civilisation,” explained astrophysicist Hisashi Hayakawa of Osaka University.

„If it comes several times a century, we have to reconsider how to prepare against and mitigate that kind of space weather hazard.”

Although the Carrington Event is well studied and characterised, Hayakawa and his team realised something was missing. The scientific and historical analyses focused on the Western hemisphere, leaving half a planet’s worth of records out of the picture.

So, the international collaboration set about collecting as many historical records of the storm’s auroras from the Eastern hemisphere and Iberian Peninsula as they could lay hands on. These included Russian observatory logs, diary entries, newspaper reports, and historical records from East Asia.

They also managed to retrieve unpublished observational logs and manuscripts from Europe, including drawings of the sunspot group whose intense magnetic fields are thought to have produced the coronal mass ejection associated with the storm. By studying these drawings, the researchers were able to track the evolution of the storm over time.

The drawing below, from a Royal Astronomical Society manuscript by German astronomer Heinrich Schwabe, shows the sunspots visible on 27 August (left), 1 September (middle) and then a closeup of the 1 September sunspot group (right).

These records were then compared to the Western published records, such as ship logs, scientific publications, and newspaper reports.

Through this comprehensive analysis, the team discovered something new about the Carrington Event; namely, that it wasn’t just one huge belch of plasma. Rather, the team believes that the sunspot group erupted several times over the weeks before and after the event itself, from an earlier coronal mass ejection on 27 August 1859, and continuing through early October.

The August eruption produced a smaller solar storm that could, the researchers said, have contributed to the severity of the September event.

Since the team now had the most complete reconstruction ever made of the Carrington Event, they then set about comparing it to other notable storms, such as the storm of February 1872, which produced spectacular auroras widely reported in newspapers around the world; the storm of May 1921 that wiped out telegraph services in the US; the August 1972 storm that may have detonated sea mines; and the storm of March 1989 that wiped out a Canadian power grid.

The team found that, in particular, the 1872 and 1921 storms bore strong similarities to the Carrington Event. And let’s not forget the solar storm of July 2012 – a colossal coronal mass ejection that mostly missed Earth, but would have been Carrington-scale if we were in its path.

All this suggests that the severity of the Carrington storm is not uncommon, and that we may have just been lucky so far.

„The initial comparison reveals that the Carrington Event is probably not the exceptional extreme storm, but one of the most extreme magnetic storms,” the researchers wrote in their paper.

„While this event has been considered to be a once-in-a-century catastrophe, the historical observations warn us that this may be something that occurs more frequently and hence might be a more imminent threat to modern civilisation.”

La începutul lunii septembrie 1859, a avut loc un eveniment de proporții cosmice. Pământul a fost pârjolit de o monumentală furtună solară, atunci când o masivă ejectare  de masă coronală ne-a lăsat magnetosfera jumulită așa cum nu s-a mai întâmplat niciodată în istorie.

Se numește Evenimentul Carrington și s-a produs chiar la începutul Revoluției tehnologice. Acesta a incapacitat temporar sistemele de telegraf, dar nu eram încă atât de dependenți de tehnologia electrică, încât furtuna nu a produs ravagii majore.
Și da, furtunile solare ne pot încurca cu adevărat. Atunci când particulele încărcate electric provenite de la Soare se lovesc de magnetosfera Pământului, interacțiunea poate provoca o furtună geomagnetică, generând curenți și tulburări atmosferice și de ionizare care pot distruge rețelele electrice și pot perturba comunicațiile și navigația.
Dacă o furtună solară de o amploare similară evenimentului Carrington ar fi lovit astăzi Pământul, am putea avea grave probleme. Și, deși nu am fost loviți de una atât de mare ca atunci, astrofizicienii cred acum că furtunile solare de acea magnitudine nu sunt atât de neobișnuite precum am crezut noi.

De fapt, cercetătorii consideră că Soarele ar putea pune la cale câte o petrecere în stil Carrington cam la fiecare câteva decenii – și este doar o chestiune de timp înainte de a fi din nou prinși la mijloc.
„Evenimentul de la Carrington a fost considerat cel mai rău scenariu dintre evenimentele meteorologice spațiale posibil a fi cauzat civilizației moderne”, a explicat astrofizicianul Hisashi Hayakawa de la Universitatea Osaka.
„Dacă se poate produce de mai multe ori într-un secol, trebuie să reconsiderăm cum să ne pregătim și să atenuăm acest tip de pericol spațial”.
Deși Evenimentul Carrington este bine studiat și caracterizat, Hayakawa și echipa sa au realizat că lipsea ceva. Analizele științifice și istorice s-au concentrat pe emisfera occidentală, lăsând în afara evidenței o jumătate de planetă.
Așadar, colaborarea internațională s-a concentrat pe colectarea a cât mai multor înregistrări istorice ale furtunii solare din emisfera estică și din Peninsula Iberică. Acestea includ jurnalele observatorilor ruși, articole din ziare precum și consemnări oficiale din Asia de Est.
De asemenea, s-a reușit să se recupereze jurnalele și manuscrisele de observație nepublicate din Europa, inclusiv desene ale grupului de pete solare ale căror câmpuri magnetice intense se crede că au produs ejecția de masă coronală asociată furtunii. Studiind aceste desene, cercetătorii au putut urmări evoluția furtunii în timp.
Desenul de mai jos, dintr-un manuscris al Royal Astronomical Society realizat de astronomul german Heinrich Schwabe, arată petele solare vizibile la 27 august (stânga), 1 septembrie (mijloc) și apoi un closeup al grupului de petele solare de la 1 septembrie (dreapta).

Aceste înregistrări au fost apoi comparate cu înregistrările publicate în occident, cum ar fi jurnalele navelor, publicațiile științifice și rapoartele din ziare.
Prin această analiză cuprinzătoare, echipa a descoperit ceva nou despre evenimentul Carrington; și anume că nu a fost o singură erupție imensă de plasmă. Mai degrabă, echipa consideră că grupul de petele solare a erupt de mai multe ori în săptămânile anterioare evenimentului în sine, de o expulzare a masei coronale pe 27 august 1859 ce a continuat până la începutul lunii octombrie.

Erupția din august a produs o furtună solară mai mică, care ar putea, au spus cercetătorii, să contribuie la gravitatea evenimentului din septembrie.
Întrucât echipa a avut acum cea mai completă reconstrucție făcută vreodată despre Evenimentul Carrington, ei au început să o compare cu alte furtuni notabile, cum ar fi furtuna din februarie 1872, care a produs aurore spectaculoase raportate pe scară largă în ziarele din întreaga lume; furtuna din mai 1921 care a oprit serviciile de telegrafie în SUA; furtuna din august 1972 despre care care se spune că ar fi detonat minele marine; și furtuna din martie 1989 care a blocat rețeaua de energie electrică canadiană.

Echipa a descoperit că, în special, furtunile din 1872 și 1921 aveau asemănări puternice cu evenimentul de la Carrington. Și să nu uităm furtuna solară din iulie 2012 – o expulzare colosală de masă coronală care a ratat în cea mai mare parte Pământul, dar ar fi fost la scară Carrington dacă am fi fost în calea ei.
Toate acestea sugerează că severitatea furtunii de la Carrington nu este neobișnuită și că poate doar am fost norocoși până acum.
„Comparația inițială dezvăluie că evenimentul Carrington nu este probabil furtuna extremă excepțională, ci doar una dintre cele mai extreme furtuni magnetice”, au scris cercetătorii în lucrarea lor.
„Deși acest eveniment a fost considerat a fi doar o catastrofă o dată într-un secol, observațiile istorice ne avertizează că acesta poate fi ceva care apare mai frecvent și, prin urmare, ar putea fi o amenințare mai iminentă decât am crezut pentru civilizația modernă”.

***