Новые сведения о старых космических бурях

4 августа 1972 года вспышка солнечной плазмы, пролетев через космос около 14,6 часа, потрясла магнитное поле Земли — это самое быстрое путешествие плазмы от Солнца к Земле из когда-либо зафиксированных. Возникшая космическая буря, одна из нескольких, произошедших со 2 по 11 августа, вызвала широкомасштабные нарушения в электрических и коммуникационных сетях и, вероятно, стала причиной случайных взрывов американских подводных морских мин в Северном Вьетнаме.

Почти два десятилетия спустя, с 6 по 19 марта 1989 года, произошла еще одна серия космических бурь. Самая крупная из них, 13 марта, повредила электрические сети Северной Америки и вызвала 9-часовое отключение электричества в Квебеке (Канада).

В новом обзоре Цурутани и др. подробно рассматривают события 1972 и 1989 годов, сравнивая их друг с другом и с другими историческими космическими бурями. Их исследование подчеркивает, что современные космические бури могут соперничать или даже превосходить по силе самое экстремальное геомагнитное возмущение за всю историю наблюдений — событие Каррингтона 1859 года.

Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Космическая физика.

Как и большинство космических бурь, события 1972 и 1989 годов были связаны с выбросом корональной массы (КВМ) — мощным всплеском высокоэнергетических частиц плазмы и структур магнитного поля, выброшенных из Солнца в результате солнечной вспышки, — направленным в сторону Земли.

Однако каждая буря имела свои особенности. Два КВМ 1989 года двигались медленнее, чем рекордный шторм 1972 года, и достигли Земли примерно за 54,5 и 31,5 часа. Солнечные вспышки, вызванные событиями 1989 года, также были в 10 или более раз менее интенсивными, чем вспышки в буре 1972 года. Однако главная фаза бури 13 марта 1989 года длилась более 23 часов и стала самой продолжительной за всю историю наблюдений. Типичные магнитные бури, изучаемые учеными, длятся в среднем около 12 часов.

Пересмотрев данные по обоим событиям, исследователи предполагают, что при несколько иных, но реально возможных условиях КВМ 1972 года мог бы вызвать бурю даже большую, чем разрушительное событие Каррингтона. Они также предполагают, что крупнейшая буря 1989 года действительно превзошла событие Каррингтона по одному показателю: количеству энергии, переносимой частицами в кольцевом потоке — потоке заряженных частиц, окружающем Землю, течение которого усиливается во время космической бури.

Каррингтонское событие 1859 года вызвало авроры, которые достигли тропиков и разрушили 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 представление о сложных механизмах, которые приводят к экстремальной космической погоде. По словам исследователей, их выводы могут помочь в проведении будущих исследований и прогнозировании космической погоды.

Согласно выводам исследования, понимание механизмов, стоящих за выбросами корональной массы, и их взаимодействием с магнитным полем Земли имеет ключевое значение для повышения точности прогнозов космической погоды. Учёные подчеркивают, что современные методы наблюдения и моделирования могут значительно улучшить наше восприятие предстоящих угроз. Открытия, основанные на данных 1972 и 1989 годов, могут стать основой для разработки более эффективных систем раннего предупреждения, что особенно важно для защиты критической инфраструктуры.

Современные технологии, такие как спутниковые системы и наземные наблюдательные станции, позволяют детально отслеживать солнечную активность и предсказывать потенциальные всплески. Это может помочь смягчить последствия будущих космических бурь, включая отключения электроэнергии и сбои в системах связи.

Наряду с этим, требует внимания и вопрос повышения устойчивости энергетических сетей. Проделанная работа Цурутани и его коллег способствует формированию стратегий для улучшения защиты инфраструктуры и обеспечения устойчивости общества к космическим явлениям, которые в наше время способны оказывать разрушительное влияние на повседневную жизнь.