Исследование NASA: солнечные бури могут быть в два раза опаснее, чем считалось

«Предел мощности» геомагнитных бурь оказался статистической ошибкой, а не физическим свойством магнитосферы Земли

Наука и космос018 минут назад

Новое исследование, проведенное под эгидой NASA, ставит под сомнение одну из ключевых концепций современной космической погоды. Авторы работы, опубликованной в журнале Nature, пришли к выводу, что магнитосфера Земли не прекращает усиливать отклик при крайне мощном солнечном ветре, как считалось на протяжении десятилетий.

Если эти выводы подтвердятся, то разрушительное воздействие самых сильных солнечных бурь на спутники, связь и энергосистемы может оказаться примерно в два раза выше существующих оценок.

Ранее считалось, что при достижении определенной силы солнечного ветра геомагнитная активность выходит на плато — дальнейшее увеличение потока плазмы почти не повышает ток в верхних слоях атмосферы. Для объяснения данного эффекта было предложено около десяти физических теорий. Однако авторы новой работы утверждают, что само «насыщение» оказалось следствием статистического искажения, а не реального физического процесса.

Причиной ошибки стали измерения солнечного ветра в точке Лагранжа L1, находящейся примерно в 1,5 миллиона километров от Земли. Именно там функционируют аппараты, фиксирующие параметры потока заряженных частиц. За время своего движения к Земле солнечный ветер изменяется, а дополнительные погрешности вводят ошибки определения времени прибытия плазмы, изменения её структуры и собственные недостатки приборов.

В результате настоящие параметры солнечного ветра у магнитосферы отличаются от зарегистрированных в L1.

Авторы объяснили наблюдаемое «насыщение» эффектом регрессии к среднему — статистическим явлением, при котором экстремальные измерения из-за случайных ошибок оказываются завышенными относительно истинных значений. Это создает ложное впечатление, что при самых мощных событиях магнитосфера начинает реагировать менее активно, в то время как на самом деле зависимость остается линейной и усиливается.

Для проверки гипотезы ученые применили новую статистическую модель, учитывающую ошибки измерений и различные размеры этих ошибок при разных уровнях солнечной активности. Кроме того, они проанализировали данные космических аппаратов NASA THEMIS и MMS, которые работают значительно ближе к Земле, чем точка L1. После статистической калибровки зависимость между силой солнечного ветра и геомагнитным откликом в данных перестала выходить на плато и сохранила линейный характер до самых высоких зарегистрированных значений. Аналогичный результат был получен для индексов, показывающих интенсивность электрических токов в верхней атмосфере над полярными регионами Земли.

Если эти результаты будут подтверждены наблюдениями, то потребуется пересмотреть существующие модели космической погоды и теории, объясняющие природу усиления геомагнитных бурь. Это означает, что расчеты рисков для спутников, систем связи и электросетей во время экстремальных солнечных событий могут оказаться существенно заниженными, поскольку магнитосфера, вероятно, не имеет ранее предполагаемого «естественного ограничения» реакции на самые мощные выбросы солнечного ветра.

Darth SaharaИсточники:NatureНаука и космос0КосмосГелиофизикаКосмическая погодаСолнечные буриСолнечный ветерИоносфераГеомагнитные буриМагнитосфера18 минут назад