Взрывы из прошлого: новые идеи из старых космических бурь

Мощные выбросы энергии и частиц от Солнца могут вызвать космические бури на Земле. Новое исследование подчеркивает, насколько сильными и разрушительными могут быть эти бури. Автор: NASA/SDO/AIA/Goddard Space Flight Center

4 августа 1972 года выброс солнечной плазмы потряс магнитное поле Земли, пролетев через космос около 14,6 часов — самое быстрое из когда-либо зарегистрированных путешествий плазмы от Солнца к Земле. Возникшая в результате космическая буря, одна из нескольких, произошедших с 2 по 11 августа, вызвала масштабные нарушения в электрических и коммуникационных сетях и, вероятно, стала причиной случайных взрывов подводных военно-морских мин США в Северном Вьетнаме.

Почти два десятилетия спустя, с 6 по 19 марта 1989 года, произошла еще одна серия космических бурь. Самая крупная, 13 марта, повредила североамериканские электросети и вызвала 9-часовое отключение электроэнергии в Квебеке, Канада.

В новом обзоре Цурутани и др. более подробно рассматривают события 1972 и 1989 годов, сравнивая их друг с другом и с другими историческими космическими бурями. Их исследование подчеркивает потенциал современных космических бурь, которые могут соперничать или даже превосходить мощность самого экстремального геомагнитного возмущения в зафиксированной истории — события Кэррингтона 1859 года.

Работа опубликована в журнале Geophysical Research: Space Physics.

Как и большинство космических бурь, события 1972 и 1989 годов сопровождались выбросом корональной массы (CME) — мощным всплеском высокоэнергетических плазменных частиц и структур магнитного поля, выброшенных Солнцем в ходе солнечной вспышки, — направленным в сторону Земли.

Однако у каждого шторма были свои особенности. Два корональных выброса массы 1989 года двигались медленнее, чем в рекордном шторме 1972 года, и им потребовалось около 54,5 и 31,5 часов, чтобы достичь Земли. Солнечные вспышки за событием 1989 года также были в 10 или более раз менее интенсивными, чем вспышки во время шторма 1972 года. Однако, более 23 часов, главная фаза шторма 13 марта во время события 1989 года была самой продолжительной в истории наблюдений. Типичные магнитные бури, изученные учеными, длятся в среднем около 12 часов.

Пересмотрев данные обоих событий, исследователи предполагают, что при немного иных, но реально возможных условиях, CME 1972 года мог бы вызвать шторм, даже более сильный, чем разрушительное событие Кэррингтона. Они также предполагают, что крупнейший шторм 1989 года на самом деле превзошел событие Кэррингтона по одному показателю: количеству энергии, переносимой частицами в кольцевом токе, потоке заряженных частиц, окружающем Землю, ток которого усиливается во время космической бури.

Событие в Каррингтоне 1859 года вызвало полярные сияния, которые достигли тропиков и уничтожили телеграфное оборудование. Если подобный шторм произойдет сегодня, его разрушительные последствия могут обойтись в триллионы долларов и оставить миллионы людей без электричества на 2 года.

Рассматривая эти исторические штормы, исследователи получили новое понимание сложных механизмов, которые управляют экстремальной космической погодой. Их выводы могут помочь в будущих исследованиях и прогнозировании космической погоды, говорят исследователи.

Больше информации: Bruce T. Tsurutani et al, Review of the August 1972 and March 1989 (Allen) Space Weather Events: Can We Learn Anything New From Them?, Journal of Geophysical Research: Space Physics (2024). DOI: 10.1029/2024JA032622

Источник: American Geophysical Union