Сильные магнитные бури в ноябре. Как их можно прогнозировать

У Солнца существуют периоды низкой и высокой активности с повторяющимися циклами продолжительностью около одиннадцати лет. Хотя этот цикл известен, его трудно предсказать достаточно точно. Как правило, исследователи узнают только спустя годы после солнечного максимума, что это был именно он.

Прогноз «космической погоды» должен улучшиться

Поскольку науку это не устраивает, ученые пытаются приблизиться к реальности, наблюдая за космической погодой и делать прогнозы на ее основе. Теперь прогнозы становятся более качественными. Однако опыта не хватает.

«В последние несколько лет активность была очень низкой, как это было во время солнечного минимума, но теперь она снова растет, и довольно быстро — до следующего максимума солнечного цикла, который мы ожидаем в 2025 году», — говорит Билл Муртаг, координатор программы Центра прогнозирование космической погоды

Солнечная активность может вступать в конфликт с магнитным полем Земли

Проблема в том, что солнечная активность влияет не только на Солнце. В зависимости от уровня активности могут происходить события, вызывающие не только красивое северное сияние, но и повреждения спутников и другие сбои. Геомагнитная буря на прошлой неделе возникла в результате серии «корональных выбросов массы» (CME).

Эти выбросы массы состоят из большого количества магнитоактивной солнечной плазмы или, как выразился эксперт: CME — это по сути облако плазменного газа с сильнейшими магнитными полями. Итак, Солнце выстрелило гигантским магнитом в космос и этот магнит прошел 150 миллионов километров от Солнца до Земли.

CME перемещаются с разной скоростью и могут объединяться в пути

Если «магнит» достаточно велик, то он вступает в конфликт с магнитным полем Земли. Два магнита играют друг против друга и создают геомагнитную бурю. Иногда космическая погода может посодействовать тому, что CME разрастется по дороге в космосе.

Так и произошло на прошлой неделе. В частности, CME на пути к Земле был застигнут другим более крупным и более быстрым CME, после чего два магнита соединились друг с другом. Для этого исследователи используют термин «каннибализация предшественника».

Эти процессы усложняют прогнозирование экспертами. Потому что они могли смоделировать, как CME движется от Солнца в пространстве. Однако они могут определить силу его магнитного поля только когда CME достигает зонда NOAA «Deep Space Climate Observatory” (DSCOVR). Зонд находится всего в 1,5 миллионах километров от Земли в направлении Солнца. Именно эти небольшие и средние CME создают проблемы для исследователей.

CME: напряженность магнитного поля, которую следует измерить незадолго до прибытия на Землю.

Мы не знаем магнитную структуру CME, пока он не попадет на приборы космического корабля DSCOVR. К тому времени, однако, может быть слишком поздно, потому что в этот момент CME ударит по Земле через 20 или 30 минут. Таким образом геомагнитная буря неизбежна.

К инфраструктурам, которым угрожают такие магнитные штормы, относятся прежде всего электрические сети. Также могут быть повреждены навигационные и другие спутники. Радиосвязь с самолетами может быть нарушена. Вот почему прогноз погоды для космоса становится все более важной дисциплиной. Он ведь сможет вовремя предупредить операторов инфраструктуры о возможных проблемах.

Большие геомагнитные бури могут возникать относительно внезапно.

Если несколько средних или больших CME каннибализируются на небольшом расстоянии от Земли, последствия могут быть более серьезными. Ученые уже выяснили, что все действительно большие солнечные бури прошлого века были вызваны каннибализацией нескольких CME.

Например, в 1989 году из-за солнечной бури в канадской провинции Квебек было отключено электричество на двенадцать часов, а США, по данным космического агентства НАСА, столкнулись с разными сбоями в энергосети. По данным НАСА, одна из крупнейших известных солнечных бурь, Кэррингтон 1859 г., парализовала телеграфные системы и принесла на Гавайи северное сияние.

Существует острая необходимость в улучшении способности предсказывать потенциально опасные геомагнитные бури ранее чем за 20 минут до их возникновения. С этой целью исследователи хотят получить более глубокое понимание того, как Солнце работает. Миссии НАСА «Паркер Solar Probe» и «Европейско-американский солнечный орбитальный аппарат» призваны помочь устранить существующие неопределенности.