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.
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.
Сегодня, 11:44
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 13:15 (мск), NASA начнет трансляцию исторического события: первого полета вертолета Ingenuity, доставленного на Марс вместе с планетоходом Perseverance. Посмотреть трансляцию можно на нашем сайте.

Позавчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

9 часов назад
9 минут
Александр Березин

Судя по отсутствию человека на водительском сиденье, машиной управлял автопилот. В теории он отслеживает наличие человека за рулем и без него не едет. Но на практике человек всегда может обмануть компьютер. Неспособность компьютера контролировать человека в описываемом случае привела к печальным последствиям. Несмотря на это, по последним данным, автопилот Tesla снижает риск попасть в аварию в девять раз. Впрочем, с одним нюансом.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Позавчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: