Разработан метод изучения экстремальных событий космической погоды — Naked Science
10 минут
Сколтех

Разработан метод изучения экстремальных событий космической погоды

5.1

Ученые Сколтеха совместно с коллегами из Грацского университета имени Карла и Франца и обсерватории Канцельхох (Австрия), Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института (США), Helioresearch (США) и Института космических исследований Российской академии наук разработали метод изучения быстрых корональных выбросов массы – мощных выбросов энергии из атмосферы Солнца. Полученные результаты могут помочь в понимании и прогнозировании экстремальных космических погодных явлений, оказывающих прямое влияние на работу технологических систем в космосе и на Земле.

Разработан метод изучения экстремальных событий космической погоды / ©cdn.britannica.com

Результаты исследования опубликованы в журнале the Astrophysical Journal. Корональные выбросы массы – это одно из самых энергичных и мощных явлений в нашей Солнечной системе и основной источник значительных событий космической погоды.

Огромные магнитные облака плазмы магнитного потока выбрасываются из атмосферы Солнца в окружающее пространство со скоростями 100-3500 км/с. Эти выбросы гигантского облака солнечной плазмы и связанной с ним мощной ударной волны могут достичь Земли меньше, чем за один день, и вызвать сильные геомагнитные бури, что представляет опасность для космонавтов и технологий в космосе и на нашей планете.

Одно из самых сильных событий космической погоды произошло в 1859 году, когда мощная геомагнитная буря вывела из строя телеграф в Северной Америке и Европе – основное средство связи для ведения бизнеса и личных контактов. Если подобное событие произойдет в наши дни, то современные устройства никак не защищены. Мы окажемся без электричества, телевидения, интернета, радиосвязи, что в итоге приведет к значительному и каскадному эффекту во многих сферах нашей жизни.

Солнечные бури в течение двух недель в октябре и ноябре 2003 года, повлиявшие на множество технологических систем по всему миру. Большой активный регион с огромной группой солнечных пятен на поверхности Солнца (панель слева) извергнул серию солнечных вспышек (средняя панель), за которой последовали корональные выбросы массы, распространяющиеся в межпланетное пространство (панель справа). Эти события, как правило приводят к полярным сияниям и мощным геомагнитным бурям / ©SOHO / EIT / MDI / LASCO COR1+COR2

Всего несколько лет назад, в июле 2012 года на Солнце произошел выброс энергии, сравнимый с событием в XIX веке, но нам повезло, потому что эти выбросы не задели Землю. По оценкам специалистов, ущерб от подобного экстремального события может составить несколько триллионов долларов и восстановление инфраструктуры и экономики до 10 лет. Поэтому понимание и прогнозирование самых опасных экстремальных явлений имеет первостепенное значение для защиты нашего общества и технологий от опасностей космической погоды.

Данное научное исследование является продолжением более ранней работы Александра Рузмайкина, бывшего аспиранта академика Якова Зельдовича, и Джоан Фейнман, внесшей значительный вклад в изучение солнечно-земных связей, солнечного ветра и его влияния на магнитосферу Земли и являющейся младшей сестрой нобелевского лауреата Ричарда Фейнмана. В данной работе статистически было показано, что сильнейшие и наиболее интенсивные геомагнитные бури связаны с быстрыми корональными выбросами массы, которые взаимодействуют с другими корональными выбросами массы в межпланетном пространстве.

Такие межпланетные взаимодействия корональных выбросов массы происходят, в частности, когда они распространяются одно за другим из одного и того же активного региона на Солнце. Подобный тип выбросов можно охарактеризовать, используя концепцию кластеров, что в итоге приводит к образованию частиц с повышенным ускорением по сравнению с одним изолированным облаком плазмы. Детектирование кластеров может также использоваться для анализа других экстремальных геофизических явлений, таких как наводнения и сильные землетрясения, а также и для междисциплинарных областей (гидрология, телекоммуникации, финансы и экологические исследования).

Кластер с двумя последовательными корональным выбросами массы, которые распространяются в межпланетное пространство со скоростями 1148 и 3703 км/с 9 (панель слева) и 10 (панель справа) сентября 2017 года. События произошли на фазе падения 11-летнего цикла солнечной активности №24 и вынудили членов экипажа Международной космической станции переместиться в расположенное на борту станции укрытие, чтобы защититься от радиации, вызванной мощнейшей за последние 12 солнечной вспышкой / ©SOHO / EIT / MDI / LASCO COR1+COR2

«Понимание свойств экстремальных солнечных извержений и экстремальных явлений космической погоды может помочь нам лучше понять динамику и изменчивость поведения Солнца, а также физические механизмы, лежащие в основе этих событий», – говорит научный сотрудник Космического центра Сколтеха и первый автор исследования Дженни Марсела Родригес Гомес.

Сейчас мы находимся в начале нового 11-летнего цикла солнечной активности, который по прогнозам, будет не очень сильным. «Тем не менее, это не означает, что экстремальное событие не может случиться», – говорит профессор Астрид Верониг, соавтор исследования и директор обсерватории Канцельхох Грацского университета. Исторически экстремальные события космической погоды произошли во время не очень сильных циклов или в течение фазы падения цикла.

На пике солнечного цикла огромное количество энергии высвобождается в виде многочисленных вспышек и корональных выбросов массы, в то время как в течение фазы падения цикла энергия копится и может выплеснуться в виде одного, но очень мощного события. «Поэтому наше современное технологическое общество должно серьезно к этому относиться, изучать экстремальные события космической погоды, а также понимать все тонкости взаимодействия между Солнцем и Землей. И какие бы ни бушевали бури, мы желаем вам хорошей космической погоды», – говорит профессор Космического центра Сколтеха, соавтор исследования, Татьяна Подладчикова.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколтех
135 статей
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 13:47
2 минуты
Илья Ведмеденко

В Европе начались работы по проектированию космического мусоросборщика Clearspace-1. Контракт на его разработку намерены подписать в ноябре.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

7 часов назад
6 минут
Мария Азарова

У мышей, которым давали глюкозу и фруктозу, в кишечнике выявили увеличение количества муколитических бактерий, способствовавших разрушению слизистой оболочки этого органа. В итоге у таких грызунов развивался колит.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
7 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: