Могут ли геомагнитные бури рождаться в пустом космосе?

Летом 2023 года эксперт по космической погоде в составе исследовательской группы заметил несоответствие: на Земле происходили геомагнитные бури, хотя ни один из прогнозов не предсказывал столкновения с солнечными выбросами. Это наблюдение породило гипотезу о том, что опасные погодные явления могут формироваться не на Солнце, а в пространстве между ним и нашей планетой.
Могут ли геомагнитные бури рождаться в пустом космосе?
Изображение носит иллюстративный характер

Основным источником космической погоды считаются выбросы заряженных частиц и магнитных полей с Солнца. Самые мощные из них — межпланетные корональные выбросы массы (CME). Сталкиваясь с Землей, они вызывают геомагнитные бури, которые проявляются как полярные сияния и способны выводить из строя критически важную инфраструктуру, например, перегревать и повреждать трансформаторы в электросетях.

Прогнозирование космической погоды — задача более сложная, чем предсказание ураганов. Для моделирования необходимо создать виртуальное пространство, или «симуляционный ящик», включающий Солнце, планеты и огромные расстояния между ними. В существующих глобальных моделях это пространство делится на гигантские кубы, каждый со стороной в 1,6 миллиона километров (1 миллион миль). Такое низкое разрешение не позволяет рассмотреть небольшие события, аналогично тому, как глобальная карта погоды не покажет отдельный ураган.

В поиске разгадки команда, в которую вошел ведущий эксперт по моделированию, сначала изучила старые глобальные симуляции в надежде найти «крошечный, преходящий сгусток», но безуспешно. Затем исследователи сосредоточились на данных о солнечном извержении в мае 2024 года, внимательно изучив область столкновения быстрого выброса с более медленным окружающим солнечным ветром.

В этой области была обнаружена система магнитных структур, известных как потоковые канаты (flux ropes) — пучки скрученных вместе магнитных полей. Однако в модели с низким разрешением эти структуры оказались слишком малы, чтобы их можно было корректно проанализировать, и в итоге они просто «рассеялись».

Прорыв произошел после создания новой компьютерной модели с детализацией, почти в 100 раз превосходящей предыдущие. Ученые применили сетку высокого разрешения только вдоль траектории предполагаемых явлений, чтобы снизить вычислительные затраты. Новая симуляция позволила различать объекты размером в десятки тысяч миль, включая структуры, чей диаметр в шесть раз превышал диаметр Земли (128 000 километров).

Результат моделирования оказался поразительным. Когда более быстрый солнечный выброс врезался в медленный солнечный ветер, в точке столкновения сформировались потоковые канаты невероятной сложности и силы. Один из исследователей сравнил увиденное с тем, «как ураган порождает скопление торнадо».

Эти космические торнадо достаточно мощны, чтобы вызвать на Земле значительные геомагнитные бури. Главная опасность заключается в том, что для современных систем мониторинга такое событие будет выглядеть лишь как «небольшой всплеск», что делает его скрытой и труднопрогнозируемой угрозой.

Исследование, результаты которого будут опубликованы в октябре 2025 года в журнале The Astrophysical Journal, подтверждает, что опасные явления космической погоды действительно могут формироваться локально в межпланетном пространстве.

Следующим шагом для команды станет моделирование прямого воздействия этих торнадоподобных структур на нашу планету и ее инфраструктуру. Для надежного обнаружения и прогнозирования таких явлений потребуется развертывание нескольких спутников нового поколения. Разработка подобных космических миссий уже ведется учеными и инженерами.


Новое на сайте

20072Эффект красоты решает исход собеседования до первых слов 20069Как черта характера крадёт деньги на переговорах 20068Карточная игра против главной дисфункции команды 20067Какие три нарратива способны провести компанию сквозь любой кризис? 20066Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение? 20065СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло так... 20064Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет 20063Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках 20062Кости в бухте Эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века 20061Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов Шанхая 20060Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19 20058Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет? 20057Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние 20056Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?
Ссылка