Взрывы на Солнце отражаются в небе Земли: как атмосфера синхронизируется с пульсациями солнечных вспышек

Спектр мощности вейвлета трех линий излучения EUV: (a) He II 304 Å, (b) C III 977 Å, (c) HI 972 Å и (d) TEC. Сплошная черная линия обозначает значимость 99. Белая заштрихованная область находится за пределами конуса влияния, а цветная полоса представляет нормализованную мощность вейвлета. Автор: Journal of Geophysical Research: Space Physics (2025). DOI: 10.1029/2024JA033493

Новое исследование Университета Квинс в Белфасте показало, что атмосфера Земли гораздо более чувствительна к волнам солнечного излучения, чем считали ранее ученые.

Солнечные вспышки, представляющие собой внезапные и интенсивные выбросы энергии магнитного поля Солнца, происходят регулярно.

Важно понимать, как они влияют на атмосферу Земли, поскольку очень мощные вспышки могут вызывать неточности в системах GPS, а в экстремальных случаях — полное отключение радиосвязи, когда теряется весь сигнал.

Исследователи королевы анализировали мощную солнечную вспышку, которая произошла в 2012 году, и впервые обнаружили, что пульсации внутри вспышки и атмосферы Земли пульсировали синхронно. Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Исследование возглавила аспирантка Школы математики и физики Айслинг О'Хара. Она объясняет: «Используя космический спутник, мы обнаружили ритмичные импульсы от солнца каждые 90 секунд. Мы также проанализировали изменения плотности атмосферы Земли с помощью сети спутников GPS и наземных приемников в это время и обнаружили, что она отреагировала собственными импульсами всего через 30 секунд после обнаружения импульсов от солнца».

«Это важно, поскольку мы впервые смогли показать, что пульсации солнечных вспышек и земной атмосферы пульсировали синхронно во время солнечной вспышки».

Кривые яркости вспышек в канале GOES/XRS 1–8 Å (красные) и три линии излучения EUV He II 304 Å (синяя), C III 977 Å (оранжевая) и HI 972 Å (зеленая), измеренные SDO/EVE. Интервал, в течение которого были обнаружены QPP (00:12–00:22 UT), отмечен желтой затененной областью между двумя сплошными черными вертикальными линиями. Автор: Journal of Geophysical Research: Space Physics (2025). DOI: 10.1029/2024JA033493

Эшлинг является членом группы Международного института космических наук, изучающей взаимодействие Земли и Солнца, и путешествовал по всему миру, изучая динамику солнечной активности.

Она добавляет: «Сейчас мы находимся в периоде солнечного максимума — самой активной части 11-летнего цикла Солнца, поэтому вспышки происходят почти каждый день, и это исследование проливает новый свет на то, насколько глубоко их воздействие ощущается на Земле. Было очень интересно руководить исследованием, поскольку нам удалось выявить, насколько чувствительна наша атмосфера к солнечным вспышкам.

«Нам важно понять влияние солнечных вспышек на Землю, поскольку это может иметь косвенные последствия для радиосвязи, спутниковых орбит и точности GPS».

Благодаря исследованиям ученые теперь знают, что пульсации в атмосфере происходят очень быстро после вспышек, показывая, что атмосфера реагирует быстро. Так что если была большая вспышка, любые серьезные воздействия могут произойти всего через 30 секунд после вспышки.

Руководителем Aisling был доктор Райан Миллиган из Queen's. Он говорит: «Эта работа действительно показывает, насколько чувствительна наша атмосфера к тонким изменениям солнечного излучения, хотя то, что изначально вызывает эти пульсации во время солнечных вспышек, до сих пор остается неизвестным».

«Работа Эйслинга вносит большой вклад в понимание взаимоотношений Солнца и Земли, поскольку она изучает их как взаимосвязанную систему, а не просто рассматривает каждое тело по отдельности».

Больше информации: Aisling N. O'Hare et al, Quasi‐Periodic Pulsations in Ionospheric TEC Synchronized With Solar Flare EUV Emission, Journal of Geophysical Research: Space Physics (2025). DOI: 10.1029/2024JA033493

Источник: Queen's University Belfast