Новый рассвет предупреждений о космических штормах может помочь защитить земные технологии

Корональный выброс массы, вырвавшийся на Солнце в июне 2015 года. Автор: NASA Goddard Space Flight Center

Космические штормы вскоре можно будет прогнозировать с большей точностью, чем когда-либо прежде, благодаря большому шагу вперед в нашем понимании того, когда именно сильное солнечное извержение может поразить Землю.

Ученые говорят, что теперь можно предсказать точную скорость, с которой движется корональный выброс массы (CME), и когда он врежется в нашу планету — даже до того, как он полностью вырвется из Солнца.

Они могут вызвать геомагнитные бури, которые могут нанести ущерб наземным технологиям на орбите Земли и на ее поверхности, поэтому эксперты по всему миру стремятся улучшить прогнозы космической погоды.

По мнению исследователей из Аберистуитского университета, которые представят свои результаты сегодня на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества ( NAM 2024) в Халле, подобные достижения могут иметь огромное значение для защиты инфраструктуры, которая жизненно важна для нашей повседневной жизни..

Важным аспектом, на который они обращали внимание, была «критическая высота» активных областей, то есть высота, на которой магнитное поле становится нестабильным и может привести к КВМ.

«Измеряя, как сила магнитного поля уменьшается с высотой, мы можем определить эту критическую высоту», — сказала ведущий исследователь Харшита Ганди, физик Солнца из Университета Аберистуита.

«Затем эти данные можно использовать вместе с геометрической моделью, которая используется для отслеживания истинной скорости КВМ в трех измерениях, а не только в двух, что важно для точных прогнозов».

Она добавила: «Наши результаты показывают тесную связь между критической высотой начала КВМ и истинной скоростью КВМ.

«Это понимание позволяет нам предсказать скорость КВМ и, следовательно, время его прибытия на Землю, даже до того, как КВМ полностью извергнется».

Линии магнитного поля на разной высоте над фотосферой, экстраполированные с использованием подхода функции Гринса, как видно сверху вниз. Автор: Harshita Gandhi, Attribution (CC BY 4.0)

Слева — показан профиль усредненного индекса распада PIL в зависимости от высоты над фотосферой в мм во время извержения КВМ с критической высотой 61,47 мм. Справа — показана критическая высота с течением времени для AR11158 красными и черными пунктирными линиями, обозначающими начало CME и время C2. Автор: Harshita Gandhi, (CC BY 4.0)

Когда эти КВМ достигают Земли, они могут вызвать геомагнитную бурю, способную вызвать потрясающие полярные сияния, которые в северном полушарии часто называют северным сиянием.

Но у штормов также есть потенциал нарушить жизненно важные системы, на которые мы полагаемся ежедневно, включая спутники, электросети и сети связи, поэтому ученые во всем мире усердно работают над улучшением нашей способности лучше предсказывать, когда КВМ ударят по Земле.

Для этого необходимо знать более точную скорость КВМ вскоре после того, как он вспыхнет от Солнца, чтобы лучше заранее предупреждать о том, когда он достигнет нашей планеты.

Точные прогнозы скорости позволяют лучше оценить, когда КВМ достигнет Земли, обеспечивая важные заблаговременные предупреждения.

«Понимание и использование критической высоты в наших прогнозах улучшает нашу способность предупреждать о приближающихся КВМ, помогая защитить технологии, от которых зависит наша современная жизнь», — сказал Ганди.

«Наше исследование не только расширяет наше понимание взрывного поведения Солнца, но и значительно улучшает нашу способность прогнозировать явления космической погоды.

«Это означает лучшую подготовку и защиту технологических систем, на которые мы полагаемся каждый день».

Источник: Royal Astronomical Society