Солнечного супершторм 2024: мощнейшая геомагнитная буря за 20 лет, учёные раскрыли тайну

В мае 2024 года на Солнце произошла серия извержений, которая вызвала крупнейшую геомагнитную бурю на Земле за последние двадцать лет. Это событие стало самым значительным с тех пор, как солнечные бури происходили в 2003 году, и произошло с 10 по 13 мая. В результате этой бурной активности полярные сияния былиVisible на юге, достигая таких мест, как Канарские острова у берегов Африки, Флорида-Кис в США и полуостров Юкатан в Мексике. В то же время южное сияние наблюдали в Квинсленде, Австралии, Намибии, на юге Бразилии и в других регионах.

Недавние исследования учёных позволили установить солнечное и межпланетное происхождение этих явлений. Анализ данных с спутников и наземных наблюдений подтвердил гипотезу о том, что солнечные супербури можно считать «идеальными бурями», как отметил Ин Лю, главный автор исследования из Университета Китайской академии наук в Пекине.

«Супершторм мая 2024 года был вызван конгломератом корональных выбросов массы, а не единичным корональным выбросом. По сути, это пример "идеального шторма", который представляется как сочетание обстоятельств, приведших к событию необычайной величины», — добавил Лю.

Последние месяцы, похоже, стали пиком текущего солнечного цикла, который считается 25-м. Этот цикл оказался мощнее 24-го, чье максимальное проявление пришлось на начало 2014 года, но менее активным по сравнению с другими пиками солнечной активности с 1970 года.

В первой декаде мая 2024 года на Солнце сформировалась значительная «активная область», возникшая в результате слияния двух групп солнечных пятен, которые появились в конце апреля и начале мая. 13 мая эта активная зона исчезла за западным краем Солнца и переместилась на невидимую с Земли сторону. Однако в предшествующие дни она производила солнечные вспышки класса M и X, вращаясь с востока на запад на солнечной поверхности.

Классификация солнечных вспышек по буквам основывается на максимальном значении мягкой рентгеновской электромагнитной энергии, которое эти вспышки излучают на квадратный метр. Вспышки класса X имеют примерно в десять раз большее максимальное значение, чем вспышки класса M. Также активные области вызывают корональные выбросы массы, представляющие собой скопления раскаленной плазмы, выбрасываемой Солнцем в космос, иногда направляясь к Земле.

Когда корональные выбросы масс достигают магнитного поля вокруг Земли, они могут вызывать геомагнитные бури, что способно повредить электросети и повлиять на ионосферу, затрагивая работу некоторых радиопередач и вещательной аппаратуры. Наиболее мощным известным штормом является событие Кэррингтона 1859 года, которое сделало возможным функционирование некоторых телеграфов без электричества и даже вызвало пожары на ряде телеграфных станций.

Для оценки интенсивности геомагнитных бурь учёные используют индекс Dst, отражающий время возмущения. Этот индекс представляет собой измерение силы кольцевого тока вокруг нашей планеты, вызванного солнечными протонами и электронами, и показывает, насколько ослаблено магнитное поле Земли, выражаясь в отрицательных числах.

Геомагнитная буря, произошедшая в мае 2024 года, имела Dst -412 нТл (нанотесла), в то время как магнитное поле на поверхности Земли составляет около 45 000 нТл. Например, солнечная буря «Хэллоуин 2023» показала Dst -401 нТл, а событие Кэррингтона оценивалось в диапазоне Dst -850 нТл.

Используя спутник STEREO A, один из двух спутников-близнецов, работающих на орбите вокруг Солнца, учёные выяснили, что активная область Солнца создала серию корональных выбросов массы.

Исследовательская команда смогла сделать важные выводы относительно образования солнечных супербурь и влияния промежуточных вариантов CME на их «геоэффективность», то есть способность вызывать геомагнитные бури на Земле.

Учёные также отметили, что исторические данные о некоторых крайних солнечных явлениях, таких как событие Кэррингтона 1859 года и буря в марте 1989 года, подтверждают эту гипотезу. Оба происшествия были следствием последовательных корональных выбросов массы из одних и тех же активных солнечных областей, причем второй случай вызвал девятичасовое отключение электроэнергии в Квебеке.

Первые сложные выбросы в мае 2024 года продемонстрировали «существенные различия в магнитном поле и его геоэффективности между Землёй и STEREO A», отмечает исследовательская группа, несмотря на небольшое расстояние между солнечными пятнами. Две разные ситуации сложных выбросов показали разнообразную геоэффективность на Земле, что, по мнению учёных, «в значительной степени связано с различными конфигурациями магнитного поля в рамках одной активной области».

«Полученные результаты указывают на то, что экстремальные события происходят гораздо чаще, чем мы можем предполагать. Природа и частота солнечных супербурь ставят под сомнение действующие модели и методы, используемые для прогнозирования космической погоды, что вызывает серьёзную озабоченность по поводу того, как необходимо развивать инфраструктуру, чтобы лучше подготовиться к экстремальным явлениям в космосе», — отметил Лю, подчеркнув, что эти находки подтверждают гипотезу «идеального шторма», разработанную им и коллегами в 2019 году.

Это исследование имеет огромное значение для осознания солнечной активности и ее воздействия на Землю. Геомагнитные бури могут нанести серьезный урон нашей инфраструктуре, включая электрические сети, системы связи и навигационные технологии. Понимание механизмов, приводящих к таким бурям, поможет эффективнее подготовиться к будущим инцидентам и уменьшить их негативные последствия, сообщает источник.