Как уже давно известно, солнечные бури представляют серьезную угрозу для спутников, систем связи и электросетей. Ученые, несмотря на десятилетия исследований космической погоды, до сих пор не могут точно предсказывать направление магнитного поля солнечных выбросов, что является ключевым фактором их опасности.
Магнитные бури атакуют внезапно: когда ученые научатся предсказывать их заранее?
Кажется, придется подождать: точное предсказание разрушительных магнитных бурь станет возможным только через 50 лет.
Unsplash
Как рассказал порталу Space.com директор Института астрофизики Канарских островов и ведущий специалист по физике Солнца Валентин Мартинес Пильет, сегодня ученые отслеживают солнечные вспышки и корональные выбросы массы (CME), оценивают скорость их движения к Земле и выдают предупреждения за 12-24 часа до приближения бури.
Однако ориентация магнитного поля выброса, известная как компонент Bz, остается неизвестной практически до последнего момента.
Если с прогнозом погоды на Земле дела обстоят более-менее предсказуемо, благодаря развитию метеорологии, то с космической погодой все гораздо сложнее.
«Сегодня мы умеем отслеживать вспышки на Солнце, фиксировать гигантские облака плазмы, известные как корональные выбросы массы (CME), и даже оценивать скорость их движения к Земле. Представьте, что о надвигающемся урагане мы узнавали бы всего за несколько минут до его прихода!
Хотя мы можем получить предупреждение о приближающейся солнечной буре за 12-24 часа, критически важный параметр Bz остается неизвестным практически до последнего», — заметил Пильет.
По словам астрофизика, именно Bz определяет, насколько сильно солнечная буря повлияет на Землю. Если магнитное поле выброса направлено на юг (отрицательный Bz), оно легко взаимодействует с магнитным полем Земли, высвобождая огромное количество энергии.
В результате мы можем наблюдать завораживающие полярные сияния, но также и столкнуться с серьезными сбоями – от проблем со спутниковой связью и GPS до отключений электроэнергии. Если же Bz направлен на север (положительный), выброс часто проходит мимо Земли, не вызывая заметных последствий.
Как же ученые измеряют Bz? Для этого используются специальные спутники, такие как ACE и DSCOVR, расположенные в точке Лагранжа L1 – месте гравитационного равновесия между Землей и Солнцем, примерно в 1,5 миллионах километров от нашей планеты. Эти спутники могут непосредственно измерить Bz, но делают это всего за 30-60 минут до того, как солнечная буря достигнет Земли. Такое короткое предупреждение затрудняет принятие своевременных мер для защиты уязвимой инфраструктуры.
Одна ошибка может привести к миллиардным убыткам и широкомасштабным сбоям, подобным тем, что произошли в Канаде в 1989 году, когда мощная магнитная буря оставила миллионы людей без электричества.
Что же мешает нам предсказывать Bz заранее? Валентин Мартинес Пильет поясняет, что дело не в отсутствии теоретического понимания процессов, происходящих на Солнце, а в недостатке информации.
«Мы наблюдаем Солнце в основном с одного направления – с линии Земля-Солнце. Многие важные детали, необходимые для точного прогнозирования, остаются скрытыми от наших приборов», — заметил специалист.
Для решения этой проблемы, по его мнению, необходимо больше межпланетных миссий, которые позволят наблюдать за Солнцем со всех сторон, получая более полную картину развития солнечных бурь.
Сейчас ученые возлагают большие надежды на будущие космические миссии и развитие сети наземных солнечных обсерваторий. По оценкам Мартинеса Пильета, потребуется еще около 50 лет, чтобы прогнозы космической погоды достигли точности и надежности, сравнимой с современными метеорологическими прогнозами.
А до этого времени нам придется полагаться на кратковременные предупреждения и продолжать исследовать секреты нашей ближайшей звезды, чтобы лучше понимать и предсказывать ее влияние на жизнь на Земле.