5.7K
Теплый солнечный свет может таить в себе угрозу. Новое исследование, представленное в Physical Review Letters, показывает, что корональный выброс массы в 2015 году временно ослабил магнитное поле Земли, позволив солнечной плазме и излучению от «шторма» достигнуть атмосферы с меньшими потерями, что потенциально может нести угрозу для космонавтов. Исследование также показывает возможный способ предсказания подобных бурь в будущем.
21 июня 2015 года космический аппарат NASA «Solar and Heliospheric Observatory» (SOHO) зафиксировал на Солнце корональный выброс массы со скоростью около 1300 километров в секунду. Когда взрыв спустя 40 часов достиг Земли, его магнитное поле было ориентировано противоположно магнитному полю нашей планеты, что вызвало их взаимное притяжение и, как следствие, сильное взаимодействие. «Это похоже на то, как ведут себя два близкорасположенных магнита», – сказал Сунил Гупта, ведущий автор исследования из Института фундаментальных исследований Тата (Индия).
В результате взаимодействия магнитная энергия преобразовалась в кинетическую энергию и космические частицы обрушились «дождем» на магнитосферу Земли. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) оценило геомагнитный шторм в тот день на 4 балла из 5 по своей шкале.
Сунил Гупта и его команда собрали данные с помощью телескопа в Индии, который измеряет количество заряженных частиц, называемых мюонами. Рассмотрев данные от 22 июня 2015 года, ученые обнаружили статистически значимый всплеск числа неустойчивых элементарных частиц. Этот результат согласуется с ослаблением магнитного поля Земли, которое позволило более свободно проникать космическим лучам через магнитосферу планеты в атмосферу. «Ослабление магнитного поля Земли открывает шлюзы для солнечной плазмы низкой энергии», – пояснил автор исследования.
В целом команда показала, что магнитное поле нашей планеты время от времени повреждается вследствие «атак», что делает атмосферу Земли последней линией обороны от энергетических частиц из космоса. Без магнитного поля космонавты, находящиеся над атмосферой, подвергаются воздействию частиц, которые могут прорываться сквозь человеческие тела и повреждать ДНК, что может привести к раку.
Новые результаты также предлагают возможный метод обнаружения надвигающихся геомагнитных бурь. Успешная система раннего обнаружения является ключом к сокращению экономических потерь, которые могут достигать в самых тяжелых случаях нескольких триллионов долларов. Имея информацию всего за несколько часов до события, электрические сети могли бы перераспределить потоки, снизив уязвимость к токам, проходящим сквозь Землю, самолеты, летящие по полярным маршрутам, могли бы изменить маршрут, чтобы избежать потери радиосвязи с диспетчером, и так далее.
Сунил Гупта с коллегами предлагают в качестве ранних детекторов геомагнитных бурь использовать мюоны. Ученые предположили, что частицы с более низкими энергиями медленнее «продираются» сквозь турбулентные магнитные поля. В связи с этим, они полагают, что высокоэнергетические лучи, создающие мюоны, достигнут атмосферы Земли перед солнечной плазмой и низкоэнергетическими лучами, которые вызывают тяжелые геомагнитные бури. «Всплеск мюонов в принципе может служить в качестве раннего предупреждения бури. Но требуется еще много исследований, прежде чем мы сможем применить это на практике», – заключил Сунил Гупта.