На Земле из-за вспышки на Солнце началась магнитная буря

В магнитосфере Земли днем воскресенья началась магнитная буря. Ожидается, что она продлится до середины дня 1 ноября. Эту бурю вызвала мощная вспышка на Солнце класса Х, которая произошла 28 октября.

В Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института академии наук предупредили, что такие явления могут вызвать ложные срабатывания защиты энергетических систем. Кроме того, есть риск сноса космического аппарата с орбиты, так как он накапливает поверхностный заряд. Возможны также проблемы со спутниковой навигацией, радионавигацией, также может прерваться высокочастотная радиосвязь.

В ближайшие дни на территории России ожидаются полярные сияния — причем на широтах до 55-60 градусов, то есть вплоть до Москвы, пишет РИА «Новости».

От потока ионизированных частиц, который идет от солнечной короны, — солнечного ветра — Землю защищает магнитное поле. Потоки солнечного ветра действуют на геомагнитное поле Земли.

С освещенной стороны оно сжимается, с ночной образует «хвост». Если солнечная активность увеличивается, то есть происходят вспышки, то резко нарастают деформации геомагнитного поля, что вызывает магнитные бури.

Вспышки на Солнце классифицируются в зависимости от мощности: A, B, C, M и X. Уровни мощности есть и у магнитных бурь: от G1 до G5. 30 и 31 октября прогнозировались бури на уровне G1 и G2, то есть слабые и средние. Такие бури могут привести к незначительным сбоям в работе энергосистем.

Специалисты Калифорнийского университета ранее выяснили, что сильные магнитные бури могут вызывать сбои в работе мирового интернета в течение нескольких месяцев. Дело в том, что Солнце извергает много намагниченных частиц, которые могут нарушить работу магнитного поля Земли и повредить линии электропередач.

Что касается влияния магнитных бурь на людей, специалисты считают, что недомогание могут почувствовать только те, кто страдает психосоматическими расстройствами.

«Обычно люди эмоционально реагируют на такие новости, и влияние магнитных бурь на здоровье — это следствие психосоматики. Сами же изменения в атмосфере не влияют на организм настолько, чтобы вызвать повышение или понижение артериального давления», — отметила в разговоре с «Газетой.Ru» глава Центра формирования здорового образа жизни, врач-терапевт Ирина Добрецова.

Специалист рекомендовала россиянам трижды в день измерять давление. «При этом, если имеется видимое изменение, не стоит сразу бежать и пить таблетки — это может привести к ортостатическому коллапсу, при котором развивается головокружение и обморок», — сказала Добрецова. По ее словам, следует принять препараты на основе трав. Например, настойку пустырника.

Однако доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории Физического института имени Лебедева РАН Сергей Богачев утверждал, что магнитные бури влияют на центральную нервную и кровеносную системы человека.

С ним не согласился врач и телеведущий Александр Мясников. «Связывать влияние магнитных бурь с самочувствием человека могут лишь физики и биофизики.

Но хороший врач никогда не скажет пациенту, что виновата погода, его возраст и тем более магнитные бури — это непрофессионально», — сказал он в комментарии Ura.ru.

По мнению специалиста, здоровье человека зависит от его образа жизни. «Если ты толстый, 40 лет наживаешь себе остеохондроз, артроз, виновато все что угодно, кроме себя самого. Как бытовая версия и оправдание плохого самочувствия в результате нездорового образа жизни вариант бурь подходит», — заключил Мясников.

Ученые предупредили о крупнейших магнитных бурях

https://ria.ru/20211029/buri-1756857544.html

Ученые предупредили о крупнейших магнитных бурях

Ученые предупредили о крупнейших магнитных бурях — РИА Новости, 29.10.2021

Ученые предупредили о крупнейших магнитных бурях

Облако магнитной плазмы после возросшей солнечной активности движется в сторону Земли, с 30 октября оно вызовет крупнейшие за несколько лет магнитные бури,… РИА Новости, 29.10.2021

2021-10-29T14:00

2021-10-29T14:00

2021-10-29T18:18

российская академия наук

общество

наука

физический институт ран

космос — риа наука

земля

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/150221/61/1502216186_0:115:821:577_1920x0_80_0_0_eefeab2b07a0cf17a7c24ca64e65cdb9.jpg

МОСКВА, 29 окт — РИА Новости. Облако магнитной плазмы после возросшей солнечной активности движется в сторону Земли, с 30 октября оно вызовет крупнейшие за несколько лет магнитные бури, сообщили в лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института РАН (ФИАН).»По предварительным оценкам, пиковые значения колебаний будут соответствовать магнитным бурям уровня три по пятибалльной шкале. Если это так, то по совокупности силы и продолжительности магнитные бури станут крупнейшими за последние несколько лет», — говорится в сообщении.Ожидается, что первый контакт магнитного поля Земли с плазмой, накануне выброшенной Солнцем, произойдет примерно в 10:00 мск 30 октября. Скорость облака составляет около 800 километров секунду, и его удар по Земле должен запустить крупные магнитные бури планетарного масштаба. Облако накроет Землю примерно на двое суток.В лаборатории рассказали, что за прошедшие сутки на Солнце зарегистрировано 14 вспышек, в том числе две сильные класса M и одна вспышка максимального класса X. Практически все события произошли на одном участке Солнца, мощные выбросы магнитных полей сопровождались образованием около 30 солнечных пятен. Ученые оценивают вчерашний всплеск солнечной активности как один из крупнейших, а возможно, самый крупный за последние годы.»Самая крупная вспышка вчерашнего дня классифицирована как X1.0, то есть относится к нижней границе класса X. Экстремально сильными считаются вспышки, начиная с балла X10, то есть в десять раз более мощные. Вместе с тем Солнце сейчас находится вблизи нижней точки солнечного цикла и производить экстремально большие вспышки, в принципе, неспособно. На этом фоне произошедшая вспышка является необычно крупной. Чтобы оценить неординарность происходящего, можно заметить, что <…> с 2018 года на Солнце зарегистрировано всего две вспышки класса X, включая сегодняшнюю. Все остальные события имели более низкие баллы», — пояснили в лаборатории.Ученые уточняют, что вспышка произошла в области Солнца, находящейся сейчас почти точно напротив нашей планеты, поэтому «солнечный удар будет нанесен с максимальной силой». Это может вызвать ложные срабатывания защиты энергетических систем, космические аппараты будут накапливать поверхностный заряд, что создает риск их сноса с орбиты. Кроме того, возможны перерывы в спутниковой навигации и проблемы низкочастотной радионавигации, а также прерывания высокочастотной радиосвязи. Полярные сияния на территории России в ближайшие дни могут быть видны на широтах до 55-60 градусов.Как рассказали в ФИАН, если выбросы на Солнце прекратятся, то накопленную на данный момент энергию звезда сожжет в течение суток, после чего активность вернется к норме. В противном случае активность может продолжить нарастать. Однако на Земле такое увеличение не скажется, так как вращение Солнца уводит центр активности от Земли к западному краю светила. К началу следующей недели данная область уйдет так далеко, что почти утратит возможность влиять на Землю.

https://ria.ru/20210420/burya-1729024053.html

https://ria.ru/20210524/solntse-1733696697.html

https://ria.ru/20211029/klimat-1756667880. html

https://ria.ru/20211028/yupiter-1756768503.html

земля

россия

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150221/61/1502216186_0:38:821:654_1920x0_80_0_0_36c7fbca88de1b74458e749ed99bcf99.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

российская академия наук, общество, наука, физический институт ран, космос — риа наука, земля, россия

14:00 29.10.2021 (обновлено: 18:18 29.10.2021)

Ученые предупредили о крупнейших магнитных бурях

МОСКВА, 29 окт — РИА Новости. Облако магнитной плазмы после возросшей солнечной активности движется в сторону Земли, с 30 октября оно вызовет крупнейшие за несколько лет магнитные бури, сообщили в лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института РАН (ФИАН).

«По предварительным оценкам, пиковые значения колебаний будут соответствовать магнитным бурям уровня три по пятибалльной шкале. Если это так, то по совокупности силы и продолжительности магнитные бури станут крупнейшими за последние несколько лет», — говорится в сообщении.

20 апреля 2021, 02:52

Мясников развеял миф о магнитных бурях

Ожидается, что первый контакт магнитного поля Земли с плазмой, накануне выброшенной Солнцем, произойдет примерно в 10:00 мск 30 октября. Скорость облака составляет около 800 километров секунду, и его удар по Земле должен запустить крупные магнитные бури планетарного масштаба. Облако накроет Землю примерно на двое суток.

В лаборатории рассказали, что за прошедшие сутки на Солнце зарегистрировано 14 вспышек, в том числе две сильные класса M и одна вспышка максимального класса X. Практически все события произошли на одном участке Солнца, мощные выбросы магнитных полей сопровождались образованием около 30 солнечных пятен. Ученые оценивают вчерашний всплеск солнечной активности как один из крупнейших, а возможно, самый крупный за последние годы.

24 мая 2021, 17:25НаукаУченые зафиксировали резкий рост активности Солнца

«Самая крупная вспышка вчерашнего дня классифицирована как X1.0, то есть относится к нижней границе класса X. Экстремально сильными считаются вспышки, начиная с балла X10, то есть в десять раз более мощные. Вместе с тем Солнце сейчас находится вблизи нижней точки солнечного цикла и производить экстремально большие вспышки, в принципе, неспособно. На этом фоне произошедшая вспышка является необычно крупной. Чтобы оценить неординарность происходящего, можно заметить, что <…> с 2018 года на Солнце зарегистрировано всего две вспышки класса X, включая сегодняшнюю. Все остальные события имели более низкие баллы», — пояснили в лаборатории.

Ученые уточняют, что вспышка произошла в области Солнца, находящейся сейчас почти точно напротив нашей планеты, поэтому «солнечный удар будет нанесен с максимальной силой».

29 октября 2021, 08:00НаукаКлиматический провал. Ученые говорят о неизбежности глобальной катастрофыЭто может вызвать ложные срабатывания защиты энергетических систем, космические аппараты будут накапливать поверхностный заряд, что создает риск их сноса с орбиты. Кроме того, возможны перерывы в спутниковой навигации и проблемы низкочастотной радионавигации, а также прерывания высокочастотной радиосвязи. Полярные сияния на территории России в ближайшие дни могут быть видны на широтах до 55-60 градусов.

Как рассказали в ФИАН, если выбросы на Солнце прекратятся, то накопленную на данный момент энергию звезда сожжет в течение суток, после чего активность вернется к норме. В противном случае активность может продолжить нарастать. Однако на Земле такое увеличение не скажется, так как вращение Солнца уводит центр активности от Земли к западному краю светила. К началу следующей недели данная область уйдет так далеко, что почти утратит возможность влиять на Землю.

28 октября 2021, 21:53НаукаУченые выяснили, что находится внутри Большого красного пятна Юпитера

Магнитная буря 2 февраля: экстремально сильные колебания до шести баллов

2 февраля облако солнечной плазмы накроет Землю, что сразу отразится на метеозависимых людях. Сегодня лучше отложить решение важных дел, вождение машины и устроить день «правильного питания».

Выброшенная Солнцем волна плазмы достигнет Земли 2 февраля. Жителям планеты стоит приготовиться к сильнейшим магнитным бурям. Об этом сообщается на сайте Центра прогнозирования космической погоды.

Уточняется, что облако плазмы было выброшено Солнцем 30 января. Вспышка продолжалась более четырех часов и была направлена в сторону Земли со скоростью примерно 662 километра в секунду.

В связи с этим 2 и 3 февраля ожидаются магнитные бури в пределах среднего и чуть выше уровней.

При этом, согласно прогнозу Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института РАН, вероятность магнитной бури оценивается в пределах среднего показателя, но она вполне может спровоцировать сбои в работе энергосистем, повлиять на пути передвижений птиц и животных, оказать влияние на состояние организма человека. Поэтому сегодня лучше всего отказаться от важных и ответственных дел, которые требует сосредоточенности и повышенного внимания, и перенести на пару дней.

2 и 3 февраля метеозависимым людям стоит прислушиваться к организму, быть готовыми к критическим скачкам артериального давления, сильной головной боли, возникновению боли в груди, сильной одышке, «выкручиванию» суставов. Эмоциональное состояние тоже устроит «танцы» — могут быть нервные срывы, повышенная тревожность, бессонница. Напомнить о себе могут и хронические заболевания, поэтому стоит максимально бережно в эти два дня относиться к своему состоянию здоровья.

— Не планируйте важных встреч, а если они уже намечены — отложите их.

— Постарайтесь сегодня не управлять автомобилем.

— Особое внимание уделите питанию. В меню не должно быть трудноперевариваемой пищи, тонизирующих напитков — кофе, энергетики и крепкий черный чай.

— Рекомендуется прием препаратов с успокоительным действием. Хорошо выручают в период магнитных бурь травяные чаи — с ромашкой, мелиссой, мятой. Ломтик лимона тоже будет кстати.

— Оберегайте себя от любых стрессов и не вступайте в конфликты.

— Чаще устраивайте перерывы в работе, но не перекуры. 10 минутные прогулки на свежем воздухе — отлично подойдут.

Читайте также: Точные даты магнитных бурь в феврале 2022 года: вас спасет ароматерапия и картофель в мундире

GISMETEO: Сильнейшая магнитная буря года: полярное сияние может появиться даже в средних широтах — Наука и космос

Ночью и утром 10 декабря на Земле произойдет самая сильная геомагнитная буря в 2020 году, сообщают аналитики NOAA.

© Гисметео

Причина бури — солнечная вспышка, произошедшая 7 декабря. Высокоскоростной солнечный ветер уже достиг Земли, однако максимум возмущений ожидается утром в четверг, 10 декабря (по московскому времени). Согласно прогнозу NOAA, буря может достичь класса G3 (максимальный — G5).

Самое эффектное явление, которое может вызвать эта вспышка, — полярное сияние, то есть переливающиеся огни в атмосфере планеты.

© shutterstock.com

Полярные сияния преимущественно озаряют полюса Земли, но на этот раз они могут загореться в небесах и над средними широтами.

Если вам удастся запечатлеть это удивительное явление, присылайте фото и видео на почту [email protected] — лучшие будут опубликованы.

Другие возможные последствия сильнейшей вспышки менее приятны — перебои радиосвязи и помехи в навигационных приборах.

В 1967 году мощная вспышка едва не стала причиной ядерной войны. Все три баллистические ракетные системы раннего предупреждения ВВС США в Северном полушарии, расположенные на Аляске, в Гренландии и Великобритании, казалось, заклинило. Чиновники ВВС предположили, что за сбой несет ответственность Советский Союз, и ВВС США начали поспешную подготовку самолетов для запуска ядерного оружия. К счастью, военные синоптики вовремя вмешались, сообщив высшему руководству, что на радарах было зафиксировано не что иное, как мощная солнечная буря.

А одна из самых сильных бурь из зафиксированных документально произошла 99 лет назад — в 1921 году. Последствия были колоссальными — массовые нарушения электроснабжения во многих странах и даже пожары, вызванные сильным нагревом линий телефонной и телеграфной связи из-за наведенных токов.

Мощные геомагнитные бури возникали на Земле во все времена — их последствия нашли отражение даже в старинных рисунках, например, в этом японском скетче 1770 года показываются ярчайшие полярные сияния:

Скетч очевидца событий 1770 года © National Diet Library

Нежданно разбушевалась сильнейшая магнитная буря — Столица С

На Земле внезапно началась одна из крупнейших за последние несколько лет магнитная буря, нестабильность магнитного поля будет сохраняться еще не менее двух-трех суток, сообщает Лаборатория рентгеновской астрономии Солнца Физического института РАН (ФИАН).

«На Земле около часа ночи по московскому времени неожиданно началась одна из крупнейших магнитных бурь последних лет. Индекс геомагнитной активности, который последние дни медленно снижался до спокойных значений (после вспышек конца октября), почти сразу после полуночи скачком увеличился до уровня 7 (при максимальном значении 9), что соответствует магнитной буре третьего уровня по 5-балльной шкале», — говорится в сообщении.

Ученые уточнили, что, согласно прогнозу, нестабильность магнитного поля Земли будет сохраняться еще не менее двух-трех суток, хотя повторное достижение текущих максимумов маловероятно, пишет РИА Новости. Физики рассказали, что скорость солнечного ветра резко возросла с 400 до более чем 800 метров в секунду, а плотность межпланетной плазмы — почти в 100 раз. Причиной новой магнитной бури ученые называют солнечную вспышку уровня М1.7 (класс М означает сильные вспышки, предшествующие максимальному классу X), произошедшую два дня назад. «Почему сила солнечного выброса была так недооценена (а прогноз был лишь на незначительные возмущения, максимум на слабые бури), предстоит разбираться физикам.

До этого, за последние четыре года, на Земле зарегистрировано лишь четыре бури такого же уровня, а именно — 12 мая в текущем году, 14 мая 2019 года, 26 августа 2018 года и 28 сентября 2017-го. Более крупных событий за это время не происходило», — уточнили в ФИАН.

Кроме того, на Земле сейчас регистрируются одни из крупнейших в этом году полярных сияний. Около полуночи зона сияний была почти над всем Скандинавским полуостровом. Сейчас она сместилась на территорию Канады, вплоть до ее южных границ. Если геомагнитная активность не спадет, то территории России зона полярных сияний достигнет в период 20-23 часов. Однако, скорее всего, полоса сияний будет располагаться над Россией лишь в зоне северных областей выше 65 градусов северной широты.

ученые предрекли солнечный удар по Земле — Рамблер/новости

После 30 октября начнутся сильнейшие магнитные бури из-за облака магнитной плазмы, которая движется к Земле после возросшей солнечной активности. Об этом сообщили в лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института РАН (ФИАН), пишет РИА Новости.

«По предварительным оценкам, пиковые значения колебаний будут соответствовать магнитным бурям уровня три по пятибалльной шкале. Если это так, то по совокупности силы и продолжительности магнитные бури станут крупнейшими за последние несколько лет», — сказано в сообщении.

Предполагается, что первый контакт магнитного поля Земли с плазмой, выброшенной Солнцем, случится примерно в 10.00 (мск) 30 октября. Скорость облака составляет порядка 800 километров секунду, и его удар по Земле должен активировать крупные магнитные бури планетарного масштаба. Облако накроет Землю примерно на двое суток.

В лаборатории также отметили, что за прошлые сутки на Солнце было зарегистрировано 14 вспышек, среди которых две сильные класса M и одна вспышка максимального класса X.

Уточняется, что практически все события произошли на одном участке Солнца, а мощные выбросы магнитных полей сопровождались образованием порядка 30 солнечных пятен. По оценкам ученых, вчерашний всплеск солнечной активности был одним из крупнейших, а возможно, самым крупным за последние годы.

«Самая крупная вспышка вчерашнего дня классифицирована как X1.0, то есть относится к нижней границе класса X. Экстремально сильными считаются вспышки, начиная с балла X10, то есть в 10 раз более мощные. Вместе с тем, Солнце сейчас находится вблизи нижней точки солнечного цикла и производить экстремально большие вспышки, в принципе, не способно. На этом фоне произошедшая вспышка является необычно крупной. Чтобы оценить неординарность происходящего, можно заметить, что… с 2018 года на Солнце зарегистрировано всего две вспышки класса X, включая сегодняшнюю. Все остальные события имели более низкие баллы», — подчеркнули в лаборатории.

Ученые утверждают, что вспышка произошла в области Солнца, находящейся сейчас почти точно напротив нашей планеты, поэтому «солнечный удар будет нанесен с максимальной силой».

Над Землей грянет самая мощная за последние 20 лет магнитная буря

Сильнейшая за последние 20 лет магнитная буря накрывает Землю. Силовые потоки будут бушевать два дня. На нашу планету магнитная буря обрушилась из-за мощных вспышек на Солнце. Такая солнечная активность крайне опасна для космических аппаратов на орбите и представляет угрозу для здоровья людей на Земле.

Взорванное Солнце накрывает земную атмосферу. В эти самые минуты на Земле бушует мощная магнитная буря. И апогей впереди.

«Мы живем на некоем дне под толщей воздушного океана, под толщей магнитного поля. А сейчас наверху происходит настоящая буря», — пояснил Сергей Богачев, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник физического института имени П.Н.Лебедева РАН.

Радиоактивная плазма губительна для мягких белковых цепочек, из которых «собрано» человеческое тело.

Потоки плазмы как град тепличную пленку сотрясает магнитосферу Земли, единственную защиту от хаоса космического и солнечного излучения. В которую, как в спасательную камеру, заключен кристалл хрупкой биосферы. Так его называют ученые-медики.

Встряска магнитного поля вызывает разбалансировку всего организма.

«Может быть головная боль, повышение артериального давления. Может быть расстройство настроения. Психические отклонения в виде обострения», — перечисляет Анна Юрасова, врач общей практики.

В момент бурь ударам подвергается весь организм. Особенно сосуды — головы, сердца и ног. Нервная система. Отдельная группа риска — беременные женщины. Потоки плазмы бомбардируют ДНК. Корежат структуру клетки. И могут привести к перерождениям и злокачественным образованиям.

Врачи считают, что буря от Солнца может резко повысить количество инфарктов и инсультов. И не только у пожилых. Бессонница, нервные срывы, тахикардия. И есть от чего.

Мощность четырех произошедших взрывов — колоссальна. Ее почти невозможно осмыслить сознанием. На землю обрушилась сверхгорячая плазма из электронов и протонов. Приблизительная масса вещества 10 миллиардов тонн. Это около 160 миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте. Для сравнения, мощность равная объёму мирового потребления электроэнергии за миллион лет.

Чтобы понять, как действует солнечное излучение на человека, мы отправляемся в физический институт имени Лебедева, где есть искусственное Солнце.

Вакуумная камера полностью имитирует состояние открытого космоса. В нем есть губительное излучение, но нет спасительной атмосферы. Так что если перейти к аналогиям, то находиться рядом с ней так же безопасно, как человеку во время излучений находится на земле под защитой магнитного поля и атмосферы.

Но чем тоньше атмосферная подушка, тем выше риск. Но профессионалы, которые летают на высотах 10 тысяч метров, считают, что не все так страшно.

«Вы знаете, по нашим наблюдениям влияние солнечной активности никак не сказывается на самочувствии пассажиров», — говорит Максим Коломыцев, бортпроводник, инструктор авиакомпании Azur Air.

Под ударом те, кто еще выше. Выход в открытый космос пятый день закрыт. На МКС ограничены перемещения. Экипаж укрывается от радиации в особом отсеке.

«Есть места, наиболее загороженные аппаратурой, служебными системами, которые блокируют действие радиации в большей степени. Вот мы отсиживаемся там, в этих местах», — поясняет Михаил Корниенко, Герой России, летчик-космонавт.

Медики советуют при сильной метеозависимости не садиться за руль, не спускаться в метро и обращаться за помощью к врачам. Впрочем, большинство людей влияния магнитных бурь за работой не замечают. А по-настоящему от них страдают не больше 10 процентов жителей Земли.

7 самых сильных солнечных бурь в истории человечества

Наблюдать за солнечными бурями — одно из самых волнующих небесных явлений. Но когда они нацелены на Землю, последствия потенциально могут быть очень катастрофическими для нашей технологически зависимой цивилизации.

Хотя с середины 1800-х годов на нас не обрушивалась крупная солнечная буря, многие считают, что следующая «большая буря» может иметь катастрофические последствия для нашего современного мира. Имея это в виду, вот некоторые из самых заметных солнечных бурь в истории человечества.

СВЯЗАННЫЕ С: МАССИВНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БУРИ БУДЕТ УСТАНАВЛИВАТЬ РЕДКОЕ СВЕТОВОЕ ШОУ СЕГОДНЯ И ЗАВТРА

Что такое солнечный s торм?

Солнечная буря — это своего рода общий термин для любого нарушения «нормальной» активности Солнца. Эти события могут исходить наружу через гелиосферу Солнца, затрагивая всю солнечную систему.

Они являются естественной частью 11-летнего цикла Солнца и могут сохраняться на поверхности Солнца от нескольких минут до нескольких часов.

Эти возмущения обычно являются причиной так называемой «космической погоды» в долгосрочной и краткосрочной перспективе. Солнечные бури бывают нескольких основных разновидностей, включая, но не ограничиваясь ими: —

• Солнечные вспышки — Это большие выбросы протонов из атмосферы Солнца.
• Корональные выбросы массы (CME) — Это гигантские выбросы плазмы и магнетизма с поверхности Солнца. Они могут возникать в любом направлении и обычно проходят сквозь солнечный ветер и, следовательно, через солнечную систему.CME потенциально опасны для нас только в том случае, если мы окажемся на его пути. Они могут путешествовать со скоростью до нескольких миллионов миль в час .
• Высокоскоростной солнечный ветер — Эти потоки обычно связаны с чем-то, что называется корональными дырами. Эти дыры могут образовываться где угодно на Солнце, но обычно их можно увидеть вблизи солнечного экватора.
• События с солнечными частицами (SPE) — Они в основном состоят из протонов или других заряженных частиц высокой энергии. Считается, что они высвобождаются ударными волнами, образующимися на фронте КВМ и солнечных вспышек.

Для целей этой статьи мы будем обсуждать только те события, которые затронули нас здесь, на Земле.

Опасны ли солнечные бури?

Наблюдать за этими событиями интересно, но на самом деле они не опасны для жизни на Земле — до тех пор, пока они происходят на поверхности Земли. Наша планета защищена от любого серьезного воздействия таких бурь благодаря нашей защитной оболочке из атмосферы и магнитного «щита».

Без этой защиты жизнь на Земле была бы наполнена высокоэнергетическими частицами, которые предположительно могли бы вызвать радиационное отравление, потенциально в смертельных дозах.

Однако нашей технологии не так повезло. Когда что-то вроде выброса корональной массы сталкивается с нашей атмосферой, это может вызвать возмущение в магнитном поле Земли.

Такие события, называемые геомагнитными бурями, могут и будут разрушать спутники, высоколетящие самолеты и потенциально повреждать энергосистемы, вызывая массовые отключения электроэнергии, пока не будут устранены какие-либо повреждения.

Особенно большой может отправить нас, в прямом и переносном смысле, обратно в темные века.

Какие солнечные бури были самыми сильными в истории нашей Солнечной системы?

Итак, без лишних слов, вот некоторые из самых сильных известных солнечных бурь в истории нашей Солнечной системы. Этот список далеко не исчерпывающий и не имеет определенного порядка.

1. Довольно сильная буря была в 1859 году.

Источник: The Astrohiloc/Twitter

В 1859 году на Землю обрушилась одна из сильнейших солнечных бурь в истории человечества. Этот шторм, названный «Кэррингтонским событием», был особенно сильным.

Это первый задокументированный случай, когда солнечная вспышка затронула нашу планету и произошла утром (восточноевропейское время) 1 сентября. Впервые замечено Ричардом Кэррингтоном (астрономом, который стал свидетелем этого первым) и считается самым большим за последние 90 007 500 лет 90 008 — по данным НАСА.

Когда вспышка поразила нашу магнитосферу, она вызвала крупные полярные сияния, которые можно было наблюдать на юге вплоть до Карибского моря. Это также вызвало заметные возмущения в глобальных телекоммуникационных сетях того времени.

К ним относятся легкие поражения электрическим током телеграфистов, пожары и другие разряды с линий, воспламеняющие телеграфную бумагу.

2. Еще один большой хит в 1921 году

Вырезки из новостей после этого события. Источник: Джим Уайлд/Twitter

Еще одна мощная солнечная буря обрушилась на Землю в 1921 году. Она получила название «Геомагнитная буря 1921 года» и считается самой крупной из зарегистрированных в 20 веке.

Вызванный чрезвычайно большим выбросом корональной массы, он произошел между 13 и 15 мая того же года.Как видно сегодня, это грандиозное событие произошло до широкомасштабной глобальной взаимосвязи электрических систем и серьезно затронуло лишь определенные части мира.

Там, где он затронул электрические системы, были закорочены провода, а системы сигнализации, особенно в Нью-Йорке, были выведены из строя.

3. Еще один выбил из строя дальнюю связь по всей Америке

Источник: NASA/Wikimedia Commons

В 1972 году на Землю обрушился еще один крупный солнечный шторм. Произошедшая 4 августа 1972 года, она вывела из строя междугороднюю телефонную связь во многих штатах Америки, включая Иллинойс.

«Фактически это событие заставило AT&T перепроектировать свою энергосистему для трансатлантических кабелей», — заявило НАСА по этому поводу.

Также считается, что он взорвал несколько морских мин и, возможно, повлиял на военные операции во Вьетнаме.

4. Еще одна солнечная буря вывела из строя электрические сети в Канаде в 1989 году

Источник: Nieuws Feiten/Twitter

В марте 1989 года еще одна сильная солнечная буря вывела из строя часть канадской электрической сети.Это вызвало серьезное отключение электроэнергии в пострадавших регионах, в результате чего люди остались без электричества примерно на девять часов.

Вызванный солнечной вспышкой, он повредил системы передачи электроэнергии электростанции Hydro Québec и даже расплавил некоторые силовые трансформаторы в Нью-Джерси.

По мнению ученых НАСА, эта солнечная вспышка была далеко не такого масштаба, как событие Кэррингтона.

5. В 2000 году на Землю обрушилась еще одна солнечная вспышка, выбив спутники.

Солнечная вспышка «Дня взятия Бастилии», зафиксированная прибором SOHO EIT.Источник: НАСА

. В День взятия Бастилии в 2000 году Земля оказалась в поле зрения еще одной крупной солнечной бури. Это крупное солнечное событие зарегистрировало X5 по шкале солнечных вспышек и стало одним из наиболее изученных.

Вспышки X-класса — это наивысшее возможное для них обозначение, а «Солнечная буря в День взятия Бастилии» — одна из самых сильных в своем роде, когда-либо зарегистрированных.

Эта солнечная буря, крупнейшая после события в Канаде 1989 года, вывела из строя несколько спутников и привела к отключению радиосвязи в пострадавших районах.

6. ​​Еще одна большая солнечная буря произошла в 2003 году.

Одна из солнечных вспышек, зарегистрированных за двухнедельное событие. Источник: NASA History Office/Twitter

28 октября 2003 г. на Солнце обрушилась еще одна мощная солнечная буря. Еще одна солнечная вспышка, на этот раз была настолько мощной, что перегрузила рентгеновский детектор на борту спутника NOAA GOES, наблюдающего за ней.

Пиковое значение сенсора достигло X28 (уже очень много), но более поздний анализ показал, что на самом деле оно достигло максимума около X45.Это была часть серии аналогичных ракет, выпущенных в течение двух недель.

«Частицы бомбардировали приборы вокруг Земли: инженерам-спутникам пришлось переключить некоторые спутники для работы в безопасном режиме, а астронавтам на борту Международной космической станции посоветовали искать убежище от повышенного уровня радиации. На Земле авиалайнеры были перенаправлены и полярны. маршруты были временно ограничены.» — НАСА.

7. Еще одна большая солнечная буря обрушилась на Землю в 2006 году

Такая солнечная буря может быть разрушительной в современном мире… «Событие Кэррингтона» 1859 года

Гостевой пост Пола Дориана

Современная солнечная вспышка, зарегистрированная в декабре 5 сентября 2006 г. с помощью рентгеновского тепловизора на борту спутника NOAA GOES-13.Вспышка была настолько интенсивной, что… https://t.co/7jDojZ887O

— Климат Айовы 🇺🇸 (@IowaClimate) 11 сентября 2019 г.

Еще одна крупная солнечная вспышка X-класса была выброшена с Солнца 5 декабря. 2006 г. Он был зарегистрирован как пик X9 по шкале космической погоды.

По данным НАСА, он «нарушил связь между спутником и землей и навигационные сигналы глобальной системы позиционирования (GPS) примерно на 10 минут». Вспышка также была достаточно мощной, чтобы повредить солнечный рентгеновский прибор на спутнике GOES 13, который сделал снимок.

Типы штормов космической погоды

Ресурсы космической погоды

 

Сильные явления космической погоды вызваны взаимодействием Земли с выбросами Солнца. Солнце постоянно испускает солнечный ветер, состоящий из заряженных частиц или плазмы, путешествующих с высокими скоростями по всему межпланетному пространству. Солнечный ветер переносит солнечное магнитное поле в космос, где оно может взаимодействовать с магнитным полем планет, таких как Земля.Иногда солнечный ветер становится особенно быстрым или турбулентным, и его магнитное поле может вызвать изменения в магнитном поле Земли и ионосфере — области верхних слоев атмосферы, которая может проводить электричество. Такие изменения были названы геомагнитными бурями еще в 19 веке, потому что они вызывали сильные эпизодические порывы стрелки компаса, которые не были объяснены до 20 века, когда наконец был открыт солнечный ветер.

Крупнейшие явления космической погоды происходят, когда на Солнце происходит гигантское магнитное извержение из области солнечных пятен.Об этих извержениях сообщает немедленный всплеск электромагнитного излучения, включая рентгеновские лучи и ультрафиолетовый свет, называемый солнечной вспышкой. Воздействие рентгеновских лучей солнечных вспышек на ионосферу Земли вызывает быструю потерю ее способности отражать радиоволны дальнего действия, что приводит к так называемому событию отключения радиоизлучения. Вслед за рентгеновскими вспышками солнечные магнитные извержения иногда ускоряют выброс огромного количества заряженных частиц в межпланетное пространство. Если эти частицы сталкиваются с земной атмосферой, они вызывают солнечные радиационные бури, которые иногда могут проникать на землю.Большинство крупных извержений также производят корональный выброс массы (CME), гигантское облако плазмы и концентрированное солнечное магнитное поле, проносящиеся через космос со скоростью миллионы миль в час. Когда CME воздействует на магнитное поле Земли, это может вызвать геомагнитные бури самой большой магнитуды. Для получения более подробной информации о каждом из этих аспектов космической погоды, управляемой солнечной энергией, см. ссылки ниже. Чтобы увидеть, как синоптики космической погоды количественно оценивают каждый из этих аспектов, перейдите по ссылке «Шкалы космической погоды» на боковой панели справа.

+Отключение радио

Солнечная вспышка X-класса на Солнце 6 марта 2012 года, зарегистрированная Обсерваторией солнечной динамики НАСА   .

Отключения радиосвязи вызываются вспышками рентгеновского и крайнего ультрафиолетового излучения, испускаемого солнечными вспышками. Отключения радиосвязи в первую очередь влияют на связь на высоких частотах (ВЧ) (3–30 МГц), хотя затухание и ослабление приема могут распространяться на очень высокие частоты (ОВЧ) (30–300 МГц) и более высокие частоты.

Эти бури являются следствием повышенной электронной плотности, вызванной выбросами солнечных вспышек. Выбросы ионизируют освещенную солнцем сторону Земли, что увеличивает количество энергии, теряемой при прохождении радиоволн через эту область.

Отключение радиосвязи является одним из наиболее распространенных явлений космической погоды, влияющих на Землю. Незначительные события происходят в среднем 2000 раз за каждый солнечный цикл. Отключения электроэнергии, безусловно, быстрее всего влияют на нашу планету. Рентгеновские лучи, вызывающие отключение радиосвязи, достигают скорости света — 8 минут от Солнца до Земли, что затрудняет заблаговременное предупреждение.

Однако при возникновении вспышек SWPC измеряет их интенсивность и прогнозирует их продолжительность. Обычно отключение радио длится несколько минут, но может длиться и часами. Воздействие отключений радиосвязи ощущается в отраслях, использующих ВЧ-радиосвязь и низкочастотные сигналы, в первую очередь в авиационной и морской промышленности.

+ Солнечные радиационные бури

Коронограф НАСА SOHO показывает метель высокоэнергетических частиц, насыщающих датчик камеры, угрожающих здоровью и безопасности некоторых инструментов.Источник: НАСА

Солнечные радиационные бури возникают, когда большие количества заряженных частиц, протонов и электронов ускоряются в результате процессов на Солнце или вблизи него. Когда происходят эти процессы, окружающая среда околоземного спутника омывается частицами высокой энергии.

Магнитное поле и атмосфера Земли обеспечивают некоторую защиту от этого излучения, но степень защиты зависит от высоты, широты и напряженности магнитного поля. Полярные области больше всего подвержены влиянию энергичных частиц, потому что силовые линии магнитного поля на полюсах простираются вертикально вниз, позволяя частицам двигаться по спирали по силовым линиям и проникать в атмосферу, увеличивая ионизацию.

Энергичные протоны достигают Земли в течение от получаса до нескольких часов после солнечного извержения. Солнечные радиационные бури могут длиться от нескольких часов до дней, в зависимости от силы извержения. Солнечные радиационные бури могут возникать в любое время солнечного цикла, но, как правило, наиболее распространены во время солнечного максимума.

Последствия бури, вызванной солнечным излучением, включают потерю ВЧ-радиосвязи в полярных регионах, ошибки навигационного положения, повышенное радиационное облучение космонавтов, а также пассажиров и членов экипажа самолетов на больших высотах и ​​широтах, а также повреждение спутниковых систем.

+Геомагнитные бури

Геомагнитные бури, сильные возмущения магнитного поля Земли, создают проблемы для многих видов деятельности, технологических систем и критической инфраструктуры. Магнитное поле Земли изменяется во время шторма, поскольку околоземная система пытается приспособиться к выбросу солнечной энергии, переносимой солнечным ветром.Корональные выбросы массы (CME). Их эффекты могут возмущать геомагнитное поле в течение нескольких дней.

Наиболее заметным признаком геомагнитной бури является полярное сияние (см. рисунок вверху страницы), которое становится ярче и приближается к экватору. Это усиленное полярное сияние сигнализирует об активных электродинамических процессах, поскольку они реагируют на всплеск энергии. Геомагнитные бури обычно длятся от нескольких часов до суток. Самые сильные штормы могут сохраняться до недели.

Цепочка КВМ может вызывать длительные периоды возмущений, связанные с дополнительной энергией, накачиваемой в магнитное поле Земли.Частота геомагнитных бурь, как правило, зависит от того, где находится Земля в солнечном цикле, причем большинство бурь происходит вблизи солнечного максимума; однако эти бури также обычны в фазе спада из-за высокоскоростных потоков солнечного ветра. Геомагнитные бури индуцируют токи, которые могут оказывать значительное влияние на оборудование электропередач. Электроэнергетические компании имеют процедуры для смягчения воздействия геомагнитных бурь.

Новые исследования предупреждают о катастрофических солнечных супербурях

Мощная геомагнитная буря, вызывающая катастрофы, неизбежна в ближайшем будущем и может вызвать отключения электроэнергии, отказы спутников и многое другое.В отличие от других угроз для нашей планеты, таких как супервулканы или астероиды, временные рамки для катастрофической геомагнитной бури, вызванной извержениями нашего Солнца, разрушающими магнитное поле Земли, сравнительно короткие. Это может произойти в следующем десятилетии или в следующем столетии. Все, что мы знаем, исходя из предыдущих событий, это то, что наша планета почти наверняка подвергнется удару относительно скоро, вероятно, в течение 100 лет.

Геомагнитные бури вызываются солнечными пятнами, солнечными вспышками и корональными выбросами массы, что приводит к бедствиям, которым наше современное технологическое общество становится все более восприимчивым. Большинство экспертов считают Кэррингтонское событие, так называемую супербурю, произошедшую в сентябре 1859 года, самой мощной геомагнитной бурей за всю историю наблюдений. Но новые данные предполагают, что более поздний шторм в мае 1921 года, возможно, сравнялся или даже затмил по силе событие Кэррингтона, вызвав по крайней мере три крупных пожара в США, Канаде и Швеции, и подчеркнув разрушительные последствия, которые эти штормы могут оказать на Землю сегодня.

В статье, опубликованной в журнале Space Weather , Джеффри Лав из США.С. Геологическая служба и его коллеги пересмотрели интенсивность события 1921 года, известного как Нью-Йоркская железнодорожная буря, более подробно, чем когда-либо прежде. Хотя существуют различные меры интенсивности, геомагнитные бури часто оцениваются по индексу, называемому временем бури возмущений (Dst) — способ измерения глобальной магнитной активности путем усреднения значений напряженности магнитного поля Земли, измеренных в нескольких местах. Базовый уровень Dst на нашей планете составляет около -20 нанотеслас (нТл), при этом состояние «супербури» определяется как наступление, когда уровни падают ниже -250 нТл.Исследования очень ограниченных магнитных данных о событии Кэррингтона показывают его интенсивность в диапазоне от -850 до -1050 нТл. Однако, согласно исследованию Лава, буря 1921 года пришлась примерно на -907 нТл. «Шторм 1921 года мог быть более сильным, чем шторм 1859 года», — говорит Лав. «До нашей статьи считалось, что [ураган 1921 года] был сильным, но не было ясно, насколько сильным».

Крис Балч из Центра прогнозирования космической погоды (SWPC) Национального управления океанических и атмосферных исследований, не участвовавший в написании статьи, отмечает, что существует несколько способов измерения интенсивности геомагнитных бурь.Хотя Dst является хорошей мерой событий в прошлом, он говорит, что он менее полезен для современного анализа интенсивности и энергии шторма в реальном времени, который вместо этого опирается на то, что называется KP-индексом. «Dst основан на данных этих низкоширотных обсерваторий по всему миру», — говорит он. «Для [индекса КП] имеется 13 обсерваторий, расположенных в авроральных зонах и на средних широтах». Находясь ближе к геомагнитным полюсам Земли, эти станции могут лучше справляться с колебаниями напряженности поля.

Исторические измерения геомагнитных бурь непросты.В то время как сегодня у нас есть множество инструментов по всему миру для наблюдения за такими событиями, наши знания до 1957 года, когда начались официальные записи Dst, основаны на разрозненных данных, полученных различными магнитометрами, разбросанными по всему миру. До статьи Лава данные только одной обсерватории на Самоа использовались для оценки интенсивности шторма 1921 года. Но ему удалось отследить дополнительные рукописные записи из других мест в Австралии, Испании и Бразилии. Усредняя показания из этих четырех мест, Лав и его соавторы реконструировали интенсивность шторма 1921 года более точно, чем когда-либо прежде — гораздо точнее, например, чем оценки интенсивности события Кэррингтона, которые в настоящее время основаны только на одном измерении магнитометром. из Индии.«Я был очень взволнован, увидев, наконец, количественную оценку события 1921 года», — говорит Делорес Книпп из Колорадского университета в Боулдере, редактор журнала Space Weather . «Я думаю, что на самом деле это станет неожиданностью для многих людей».

Событие Кэррингтона особенно известно своим воздействием на Землю, отправкой геомагнитно-индуцированных токов, протекающих через зарождающуюся электрическую сеть планеты и вызывающих пожары по всему миру. Однако новый анализ, опубликованный в Space Weather за месяц до статьи Лава, показывает, что последствия Нью-Йоркского урагана на железной дороге 1921 года были столь же серьезными, если не более серьезными.Хотя последнее событие получило свое название от остановки поездов в Нью-Йорке после пожара в диспетчерской вышке 15 мая, автор исследования Майк Хэпгуд из Лаборатории Резерфорда Эпплтона в Англии обнаружил, что связь между этими событиями и штормом была слабой. Но, глядя на ранее пропущенные письменные записи, Хэпгуд отметил, что в один и тот же день вспыхнули три крупных пожара. Один из них, вызванный сильным током в телеграфных проводах на железнодорожной станции в Брюстере, штат Нью-Йорк, сжег станцию ​​​​дотла.Вторым был пожар, уничтоживший телефонную станцию ​​в Карлстаде, Швеция, а третий произошел в Онтарио.

Событие 1921 года развернулось в две фазы, вызвав всплеск разрушения, прежде чем усилиться в полноценный супершторм. В Карлстаде, например, операторы ночной смены телефонной станции сначала сообщили, что их оборудование работает со сбоями и начинает дымить. После того, как дым рассеялся, за несколько часов до рассвета электрические кабели в обменнике вспыхнули пламенем, в результате чего загорелась вся конструкция.К рассвету внутреннее убранство сгорело дотла.

Исследование Хэпгуда показывает, насколько мощным на самом деле был шторм 1921 года — и не только в США и Швеции. Записи из Самоа, расположенного недалеко от экватора, показывают, что полярные сияния были видны наблюдателям даже в этом низкоширотном месте. «Это удивительное наблюдение, — говорит Хэпгуд. Полярные сияния также были зарегистрированы недалеко от Парижа и в Аризоне, а телеграфные системы и телефонные линии были нарушены в Великобритании, Новой Зеландии, Дании, Японии, Бразилии и Канаде.«[У этой бури] был период более ранней активности, которая вызвала некоторые проблемы, — говорит Хэпгуд, — а затем на следующую ночь разразился ад», поскольку то, что началось как более скромное событие от солнца, набирало силу, чтобы стать гораздо более разрушительным.

Сегодня у нас есть космические корабли-дозорные, такие как Advanced Composition Explorer НАСА, для наблюдения за космической погодой и предоставления предупреждений на Землю, если сильный шторм движется в нашем направлении. Эта система должна позволять отключать электросети или спутники при наступлении шторма, чтобы уменьшить его последствия.Но если чрезвычайно сильный шторм разразится снова — как это почти произошло в 2012 году — результаты могут быть серьезными, независимо от предупреждений. «Если бы шторм 1921 года случился сегодня, это вызвало бы широкомасштабные помехи для множества технологических систем, и это было бы весьма значительным», с последствиями, включая отключения электроэнергии, сбои в телекоммуникациях и даже потерю некоторых спутников, говорит Лав. «Я не собираюсь говорить, что это будет конец света, но я могу с высокой уверенностью сказать, что будут широкомасштабные разрушения.

Хотя другое крупное событие, несомненно, вызовет проблемы, такие организации, как SWPC, внимательно следят за космической погодой, чтобы подготовить планету к худшему. Книпп считает, что политики теперь начали уделять «надлежащий уровень внимания» этой проблеме, но отмечает, что для подготовки можно сделать не так много. И хотя Кэррингтонское событие долгое время было каноническим штормом для предсказания того, что однажды может произойти на нашем пути, возможно, теперь Нью-Йоркский железнодорожный шторм и его последствия следует уважать в равной степени.«Я думаю, что шторм 1921 года, возможно, достоин не меньшего обсуждения, — говорит Лав. «Глядя на эти два шторма, они, безусловно, самые сильные из когда-либо зарегистрированных».

Геомагнитные бури: исторический взгляд на современный | Geoscience Letters

Солнечные и межпланетные драйверы геомагнитных бурь

Непосредственные проявления солнечных (вспышечных) событий на Земле обусловлены фотонами вспышек. Рентгеновское излучение, экстремальное ультрафиолетовое (EUV) и ультрафиолетовое (UV) излучение солнечных вспышек являются первым явлением, вызывающим дневную ионизацию атмосферы Земли (Mitra 1974; Tsurutani et al.2005). Фотонам требуется всего ~8 минут, чтобы добраться от Солнца до Земли. Несколько позже вспышечные энергичные частицы и частицы, ускоренные межпланетными ударными волнами коронального выброса массы (МКВМ), путешествуют в космосе почти со скоростью света и достигают Земли (Цурутани, Лин, 1985; Кане и др., 1986; Калленроде, 2003). Однако, поскольку частицы должны двигаться вдоль силовых линий магнитного поля Паркера, расстояние их перемещения намного превышает 1 а.е., и, таким образом, они задерживаются от фотонов.Наиболее энергичные частицы прибывают за 10 с мин, а наибольшие потоки прибывают за ~ч. Эти энергичные частицы имеют доступ к полярным регионам Земли, вызывая ионизацию в этих регионах и отключения радиосвязи по всему миру (Цурутани и др., 2009). Частицы с достаточной интенсивностью могут вызвать повреждение спутников и радиационную опасность для человека в космосе (отчет Национального исследовательского совета 2008 г. ; отчет Королевской инженерной академии 2013 г.). Гораздо больший отсроченный эффект — это ICME, который может занять доли дня (Vaisberg and Zastenker 1976; Tsurutani et al.2009) до дней (Гонсалес и Цурутани, 1987; Гонсалес и др., 1989; Фейнман и Габриэль, 2000; Маннуччи и др., 2005), чтобы достичь Земли. В условиях направленных на юг ММП ICME и его оболочка могут вызывать геомагнитные бури и суббури (Ростокер и Фальтаммар, 1967; Цурутани и Менг, 1972; Гонсалес и др., 1989; Эчер и Гонсалес, 2008a; Эчер и др., 2008b). СМС могут вызывать повышенное сопротивление низкоорбитальных (НОО) спутников из-за повышенного нагрева атмосферы авроральной зоны (Lei et al.2008 г.; Тайер и соавт. 2008 г.) и поднятие приэкваториальной ионосферы (Маннуччи и др., 2005; Цурутани и др., 2012).

Нет однозначной связи между возникновением солнечных вспышек и КВМ или сильной связи между силой вспышек и скоростью и магнитной интенсивностью ICME. Интенсивные (-250 нТл (1988), Танг и др. (1989) и Танг и Цурутани (1990), а недавно Камиде и Кусано (2015).Также было показано, что магнитные бури с интенсивностью Dst <  -250 нТл вызываются только частями магнитного облака (МО) ICME, а не их верхними оболочками (Цурутани и др., 1992; Эчер и Гонсалес, 2008a). CIR также не вызывают таких сильных штормов (Цурутани и др., 1995a, 1995b). Однако для супермагнитных бурь (Dst < −500 нТл), которые мы рассматриваем в этой статье, крупные солнечные вспышки (энергии от ~10 ²⁴ до 10 ²⁵ Дж) всегда происходят вместе с выбросами КВМ (Burlaga et al.1981 год; Кляйн и Бурлага, 1982). Это связано с тем, что магнитное пересоединение на Солнце ответственно за оба явления на этих интенсивных уровнях (Шибата и др., 1995; Магара и др., 1995; Бенц, 2008; Чен, 2011; Шибата и Магара, 2011).

КВМ могут иметь скорость до 3000 км с ⁻¹ вблизи Солнца (Яширо и др., 2004; Шрайвер и др., 2012). Если такой межпланетный CME (ICME) с интенсивными межпланетными магнитными полями, направленными на юг, столкнется с магнитосферой Земли, это вызовет SMS (Tsurutani et al. 1992 год; Эчер и Гонсалес, 2008а). Считается, что магнитная буря Кэррингтона, самая интенсивная магнитная буря (Dst = −1760 нТл) в истории человечества, была вызвана ICME, столкнувшимся с Землей 1–2 сентября 1859 г. (Цурутани и др., 2003; Лахина и др., 2012 г.). Кэррингтонская буря привела к тому, что полярные сияния были видны до ±23° магнитной широты на Гавайях и в Сантьяго, Чили (Kimball 1960). Предположительно, именно авроральный электроджет, спустившийся в средние широты, вызвал токи на уровне земли над Соединенными Штатами и Европой, которые, в свою очередь, вызвали поражение электрическим током и пожары из-за электрической дуги от телеграфных проводов (Loomis 1861; Tsurutani et al.2015).

Современное общество становится все более зависимым от космических технологий для повседневных функций, таких как связь, корабельная и спутниковая навигация, передача данных, глобальное наблюдение за ресурсами и атмосферная погода. Однако, если буря типа Кэррингтона (или более сильная) произойдет сейчас, она может нанести гораздо больший ущерб обществу, чем в 1859 году, когда телеграф был новейшей технологией того времени. Поэтому крайне важно иметь знания о возникновении экстремальных явлений и их причинах, чтобы оценить их возможное воздействие на общество (Tsurutani et al.2003 г.; Кливер и Свальгаард, 2004 г.; Василюнас 2011; Лахина и др. 2012 г.; Хэпгуд 2012; Райли 2012; Кливер и Дитрих, 2013 г.; Сид и др. 2014).

История болезни: сверхмагнитная буря 1–2 сентября 1859 г.

Солнечная вспышка 1 сентября 1859 г. была описана Каррингтоном (1859 г.) и Ходжсоном (1859 г.) в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества. Статья Кэррингтона была первым подробным репортажем о вспышке белого (видимого) света на Солнце. За солнечной вспышкой последовала магнитная буря 1–2 сентября 1859 г. на Земле.Временная задержка между временем вспышки и магнитной бурей составила ~17 ч 40 мин (Кэррингтон, 1859). Эта буря является самой большой магнитной бурей в истории человечества. Цурутани и др. (2003) обработали данные наземного магнитометра обсерватории Колаба (Мумбай, Индия) за 1–3 сентября 1859 г. и представили их научной общественности. Сообщения об полярных сияниях, основанные на газетах и ​​личной переписке с Сидни Чепменом (Кимбалл, 1960; Лумис, 1861), и недавно полученные (космическая эра) знания о межпланетных причинах сильных бурь были применены для определения вероятных причин этой сверхмагнитной бури.Здесь мы кратко рассмотрим основные характеристики этого шторма (Цурутани и др., 2003; Лахина и др., 2005, 2012).

На рис. 1 показана магнитограмма горизонтальной составляющей от 1–2 сентября 1859 г., полученная по записям обсерватории Колаба. Внезапный импульс (SI ⁺ ), предшествующий буре, имел интенсивность ~ +120 нТл. Максимальная депрессия H-компоненты в главную фазу бури составила ΔH ≈ −1600 нТл. Продолжительность основной фазы бури (соответствующей предполагаемому инжекции плазмы) составляла ~1 час.5 ч.

Рис. 1

Магнитограмма Колабы (Бомбей) для магнитной бури 1–2 сентября 1859 г. Из Цурутани и др. (2003)

Положение плазмопаузы Земли во время главной фазы бури оценивалось как L = 1,3, полученное на основе данных наблюдений за полярным сиянием. Эта информация была использована для определения электрического поля магнитосферной конвекции, E . _с ~ 20 мВ м ⁻¹ .Если предположить, что эффективность магнитного пересоединения составляет 10 % (Гонсалес и др., 1989), мы получим электрическое поле межпланетного солнечного ветра, равное 90 267 E 90 268 ~ 200 мВ·м 90 243 −1 90 244 .

Средняя ударная скорость прохождения В _толчок = 2380 км с ⁻¹ легко вывести, зная, что время прохождения ICME от Солнца до Земли составляло ~17 ч 40 мин. Затем, используя эмпирические соотношения между V _sw (скорость солнечного ветра на расстоянии 1 а.е.) и скорость прохождения ударной волны (Cliver et al.1990), а магнитное поле В выброса на 1 а.е. (Гонсалес и др., 1998), получаем скорость солнечного ветра В _sw ~ 1850 км с ⁻¹ и величина магнитного поля магнитного облака B ~ 90 нТл на расстоянии 1 а. е. Максимально возможное электрическое поле для этого чрезвычайно быстрого ICME было рассчитано как 90 267 E 90 268 ~ 160 мВ · м 90 243 −1 90 244 . Это значение хорошо согласуется с приведенной выше оценкой, основанной на местоположении полярных сияний и эффективности повторного соединения ( E ~ 200 мВ м ^-1 ).

Эмпирическое соотношение для эволюции кольцевого тока, данное Burton et al. (1975) наряду с временем затухания кольцевого тока в 1,5 ч используется для оценки пиковой интенсивности для этого события ММС, что дает Dst = -1760 нТл, значение, согласующееся с локальным измерением Колабы ΔH = -1600 нТл.

Это было сделано Tsurutani et al. (2003), что вероятный механизм Кэррингтонской бури был интенсивным B _s (юг) магнитные поля внутри магнитного облака (МО).MC является одной частью CME, а корональные петли и филамент являются двумя другими частями (Illing and Hundhausen 1986). Вторая и третья депрессии в Dst на рис. 1, вероятно, были вызваны новыми инжекциями кольцевых токов от последовательных ICME ближе к концу фазы быстрого восстановления главной бури, что продлило общее «восстановление» комплексной бури (Лахина и др., 2012).

Совсем недавно возник еще один возможный сценарий межпланетной причины бури Кэррингтон.Ли и др. (2006) выполнили компьютерное моделирование, которое показало, что плазменная пробка высокой плотности может воспроизвести такое короткое по времени штормовое событие с очень быстрым восстановлением после основной фазы шторма. На момент написания статьи авторы не определили природу этой плазмы. Что это может быть за «плазменная пробка»? Козыра и др. (2013) обнаружили, что солнечные нити с высокой плотностью плазмы (самая обращенная к Солнцу часть КВМ) играют заметную роль в экстремальных событиях ICME. Возможно, с более подробными исследованиями и моделированием мы в конечном итоге узнаем ответ на вопрос, может ли эта или другая гипотеза подробно объяснить шторм 1859 года. Гипотезу оболочек ICME можно исключить, потому что магнитуды магнитного поля внутри оболочек слишком слабы, чтобы создавать события SMS (Эчер и Гонсалес, 2008a; Цурутани и др., 1992; Кеннел и др., 1985).

Является ли очень быстрое восстановление после главной фазы Н-компонента в Колабе для шторма Кэррингтон уникальным? Сид и др. (2014) показали, что восстановление менее чем через час после главной фазы не является редкостью для интенсивных магнитных бурь. Они изучили отдельные магнитные записи штормовых событий 16 апреля 1938 г. в Нимегке (NGK), 14 марта 1989 г. в Бороке (BOX) и 29 октября 2003 г. в Тихани (THY) и обнаружили, что эти три события имели очень похожие магнитограммы. по профилю (но не по величине) до события Каррингтона 1–2 сентября 1859 года, зарегистрированного в Колабе, и все они очень быстро восстанавливались после основных фаз (см.4). Сид и др. (2015) подробно проанализировали событие, подобное Кэррингтону, 29 октября 2003 г. на Тихани. Основываясь на своих результатах события 29 октября 2003 года на Тихани, они предложили новую интерпретацию события 1859 года. По мнению авторов, большое падение H, зарегистрированное в Колабе во время Кэррингтонской бури, могло быть вызвано продольными токами, а не кольцевым током. Хотя их гипотеза о том, что продольный ток вызвал резкое уменьшение H-компоненты на Тихани для события 29 октября 2003 г., кажется правдоподобной, следует отметить, что Тихани является среднеширотной (~46°) станцией, потенциально уязвимой для сильных магнитных полей. сигнатуры, вызванные ионосферными токами.Сид и др. (2015) новая интерпретация того, что направленные вдоль поля токи являются основной причиной Кэррингтонской бури 1859 года, не кажется убедительной, поскольку обсерватория Колаба является приэкваториальной (~ 10 °) станцией, расположенной вдали от влияния экваториального электроджета и вдали от сильного влияния аврорального ионосферного тока во время бури (Цурутани и др., 2005).

Следует отметить, что вопрос о возможности ионосферных токов, вызывающих магнитную сигнатуру Колабы, уже обсуждался в обмене мнениями между Akasofu и Kamide (2005) и Tsurutani et al. (2005). Бывшие авторы (Акасофу и Камиде, 2005 г.) заявили: «Магнитные изменения сходных характеристик фактически наблюдались во время некоторых из наиболее сильных магнитных бурь, например, 11 февраля 1958 г. в Какиоке, Япония, и 15–16 июля 1959 г. в Херманусе. Южная Африка. Например, Какиока зафиксировал импульсное изменение -1000 нТл, продолжавшееся 1 час во время предыдущего шторма, по сравнению с -500 нТл при минимальном значении Dst». Цурутани и др. (2005) ответили: «Следует отметить, что Какиока, Япония (27° магнитной широты) и Херманус, Южная Африка (-34° магнитной широты), расположены в средних широтах и ​​потенциально уязвимы для сильных магнитных сигнатур, вызванных ионосферными токами. .Они были бы полезны для изучения магнитных бурь средней интенсивности, но не экстремальных явлений, таких как в 1859 году».

Ранее Cid et al. (2013) обнаружили, что гиперболическая функция, а не обычная экспоненциальная функция, может воспроизводить фазу восстановления крупнейших магнитных бурь, перечисленных в таблице 1 Tsurutani et al. (2003). Гиперболическая функция предполагает, что потери энергии в магнитосфере могут быть пропорциональны квадрату содержания энергии, а не самому содержанию энергии, как следует из затухания экспоненциальной функции.Одним из возможных физических механизмов быстрой потери кольцевого тока может быть конвекция на дневной стороне магнитопаузы.

Максимально возможная интенсивность геомагнитной бури

Хотя буря Кэррингтона является самой интенсивной бурей в истории человечества, многие связанные с ней свойства не являются самыми экстремальными. Это связано с тем, что взаимосвязь между энергией вспышки, энергией частиц вспышки, скоростью коронального выброса, интенсивностью магнитной бури и т. д. имеет лишь слабую связь. Например, ICME 4 августа 1972 г. был быстрее, чем ICME 1859 г., с самой высокой скоростью прохождения ударной волны ICME 2850 км с 90 243 -1 90 244 за всю историю наблюдений (Vaisberg and Zastenker 1976).Время прохождения ICME от Солнца до Земли составило 14,6 ч. Точно так же ICME, связанный с солнечной вспышкой 28 октября 2003 г., имел среднюю скорость ~2000 км с ⁻¹ и время прохождения ~19 ч (Маннуччи и др., 2005; Скоуг и др., 2004), но он мог вызвать только интенсивную магнитную бурю с Dst = -358 нТл. Понятно, что ICME, вызвавший Кэррингтонский шторм, не был уникальным с точки зрения скорости. Как указывалось ранее, именно южная составляющая магнитных полей, а не только энергия солнечной вспышки и скорость выброса, контролируют силу геомагнитной бури.Следовательно, быстрые ICME с сильными магнитными полями, направленными на юг, в областях магнитных облаков действительно могут создавать СМС с интенсивностью, сравнимой или превышающей интенсивность бурь Кэррингтона.

Интересно отметить событие очень быстрого коронального выброса с начальной скоростью 2500 км с ⁻¹ , но направленного от Земли, по наблюдениям STEREO-A 23 июля 2012 г. На 1 а.е. , магнитное облако этого ICME имело среднюю скорость прохождения 1910 км с ⁻¹ и пиковую напряженность магнитного поля 109 нТл. Это событие возродило интерес к изучению экстремальных геомагнитных бурь из-за их потенциального воздействия на космические и наземные технологии (Бейкер и др., 2013; Рассел и др., 2013; Нгвира и др., 2013a, b). Если бы это мощное межпланетное событие было направлено к Земле, оно вызвало бы сверхинтенсивную магнитную бурю с Dst = −1182 нТл (Бейкер и др., 2013; Рассел и др., 2013; Нгвира и др., 2013a, b). Было высказано предположение, что сильное магнитное магнитное поле облака было создано взаимодействием двух КВМ, когда ударная волна, вызванная вторым КВМ, настигла первый КВМ сзади до того, как произошло прямое сжатие второго КВМ (Liu et al.2014). Это могла быть самая сильная магнитная буря космической эры, которая могла вызвать серьезные опасные последствия космической погоды на Земле.

Важно знать максимально возможные последствия КВМ, чтобы можно было защитить космические и наземные технологии от ущерба. Недавно эта проблема была проанализирована Цурутани и Лахиной (2014). Они исследовали эффекты возможного экстремального CME, когда он попадает в магнитосферу (интенсивность бури, SI ⁺ , электрические поля и т. ). Кратко опишем основные моменты их модели. Цурутани и Лахина (2014) считали экстремальное значение скоростей CME равным 3000 км с 90 243 −1 90 244 вблизи Солнца (Яширо и др., 2004; Шрайвер и др., 2012). CME будет замедляться из-за взаимодействия сопротивления с медленным солнечным ветром высокой плотности на пути его распространения. Солнечные активные области (AR) генерируют множественные выбросы CME (и множественные вспышки) (Tsurutani et al. 2008, 2014), и связанные с ними ICME, как правило, создают среду с низким межпланетным сопротивлением, «очищая» плазму солнечного ветра вверх по течению.В такой ситуации Цурутани и Лахина (2014) приняли уменьшение максимального сопротивления ICME на ~ 10 %, или скорость ~2700 км с 90 243 −1 90 244 на Земле. Затем они оценили максимальные значения силы межпланетного удара, сжатия магнитосферы, магнитосферных и наземных импульсов электрического и магнитного поля и интенсивности магнитной бури.

Из условий сохранения Ренкина-Гюгонио (Цурутани и Лин, 1985), ударная скорость V _с = 3480 км с ⁻¹ относительно системы отсчета КА получено для случая медленного солнечного ветра против потока со скоростью 350 км с ⁻¹ и плотностью протонов 5 × 10 ⁶ m ⁻³ и значение плотности ниже по течению 20 × 10 ⁶ m ⁻³ [возможный максимальный скачок примерно в 4 раза, как теоретически предсказано Kennel et al. (1985)]. Такая быстрая ударная волна ICME может пройти расстояние в 1 а.е. от Солнца до Земли за ~ 12,0 ч. Альфвеновское и магнитозвуковое числа Маха этой ударной волны оказались равными ~63 и ~45 соответственно. Напорное давление за ударной волной ICME во время столкновения с магнитосферой будет толкать магнитопаузу внутрь из ее спокойного временного положения ~ 11,9 R _e в новую подсолнечную позицию на ~ 5.0 R _e от центра Земли, где R _e — радиус Земли (6371 км).Амплитуда результирующего внезапного импульса SI ⁺ оценивается как ΔH ~ 234 нТл, что превышает амплитуду SI ⁺ в 202 нТл SI ⁺ , зарегистрированную в Какиоке, Япония, 24 марта 1991 г. (Араки и др., 1997). . Прохождение ударной волны через магнитосферу вызывало быстрые временные вариации магнитного поля порядка d B /dt ~30 нТл с ⁻¹ . Это может вызвать максимальное магнитосферное электрическое поле порядка 1,9 В м 90 243 -1 90 244 . Это замечательный результат, учитывая тот факт, что новый радиационный пояс, состоящий из электронов ~15 МэВ, был создан низко в магнитосфере, когда 24 марта 1991 года межпланетный удар ударил по магнитосфере Земли (Блейк и др.1992 год; Ли и соавт. 1993). Амплитуда электрического поля для этого события была оценена Wygant et al. (1993) составляет ~300 мВ м ^-1 . Поскольку вышеупомянутое гипотетическое максимальное событие ММС будет иметь электрическое поле, примерно в 6 раз превышающее интенсивность случая 1991 года, оно может создать гораздо более сильный новый радиационный пояс.

Цурутани и Лахина (2014) оценили напряженность магнитного поля облака в ~127 нТл на основе эмпирической зависимости между скоростью и напряженностью магнитного поля ICME на расстоянии 1 а.е. (Gonzalez et al.1998). Предполагая, что магнитное поле МО направлено полностью на юг, была получена напряженность межпланетного электрического поля ~340 мВ м ^-1 . Это почти в два раза превышает оценочное значение для шторма Кэррингтон (Цурутани и др., 2003 г.). Поскольку было обнаружено, что интенсивность магнитной бури примерно линейно зависит от амплитуды межпланетного электрического поля (Бертон и др., 1975; Эчер и др., 2008b), максимальная интенсивность магнитной бури может вдвое превышать интенсивность Кэррингтоновской бури, т.е.э., Dst ~ -3500 нТл. Однако существует максимально возможный предел Dst -2500 нТл, полученный Василюнасом (2011) на основе анализа, основанного на аргументах бета-излучения плазмы. Таким образом, максимальная интенсивность магнитной бури, связанной с этим экстремальным событием, возможно, будет ограничена величиной Dst ≥ −2500 нТл. Это интересное предсказание, так как ни одно из СМС, ни прошлое, ни настоящее, не приблизилось к этому пределу.

Сверхмагнитные бури и их профили Dst

Сверхмагнитные бури вызываются солнечными выбросами (насколько нам известно, только из-за КВМ), имеющими необычно интенсивные магнитные поля, направленные к югу, и высокие скорости солнечного ветра вблизи Земли. Оболочки в целом не могут вызывать бури интенсивности на уровне SMS, но могут вызывать сильные бури меньшей интенсивности. Однако оказалось, что профили Dst различных SMS отличаются из-за различной природы вызывающих их ICME.

Из рис. 1 видно, что Кэррингтонская буря (Dst = -1760 нТл) была одноступенчатой ​​магнитной бурей, вероятно, вызванной магнитным облаком ICME, имеющим интенсивные магнитные поля, направленные к югу (Цурутани и др., 2003). SMS имеет короткую основную фазу, всего полтора часа.

Напротив, буря 13–14 марта 1989 г., единственное событие ММС, произошедшее в космическую эру (Аллен и др., 1989), была довольно сложной и имела длинную и сложную главную фазу. К сожалению, во время этого события не было межпланетных космических кораблей/данных выше по течению от магнитосферы Земли. Все, что доступно для анализа, — это наземные магнитограммы. На рис. 2 показан график SYM-H для этого события. Максимальное значение SYM-H составляло ~ -710 нТл. Соответствующее пиковое значение Dst составляло -589 нТл. Главная фаза бури длится с ~02 UT 13 марта до ~01 UT 14 марта с интервалом ~23 ч.

Рис. 2

Профиль SYM-H события сверхмагнитной бури 13–14 марта 1989 г.

Есть два четких события SI ⁺ , одно в начале события в ~02 UT 13 марта и второе событие в ~08:30 UT в тот же день. Первый имел магнитуду ~ +40 нТл, а второй ~ +80 нТл. По-видимому, есть два более вероятных события SI ⁺ в ~ 11 UT и 16 UT с величинами ~ +50 и +65 нТл соответственно. Все SI ⁺ , скорее всего, были вызваны межпланетными толчками, ведущими оболочки, или сжатиями оболочек.Можно выделить шесть четких интервалов снижения SYM-H. Первая основная фаза бури с ~02:30 UT до ~09 UT, которая произвела SYM-H = −150 нТл, вероятно, была вызвана магнитными полями оболочки (Камиде и др., 1998). Во время второй главной фазы бури с ~11 UT–12 UT наблюдается резкое отрицательное возрастание до SYM-H ~ −260 нТл. Резкое, плавное падение, скорее всего, произошло из-за МС, направленного на юг B . Компонент _z . Третья основная фаза бури имеет несколько резких отрицательных отклонений SYM-H в ~ 18 UT (SYM-H ~ -350 нТл), ~ 21 UT (SYM-H ~ -580 нТл) и ~ 22 UT (SYM-H ~ -580 нТл). ~ -625 нТл).Шторм явно был довольно сложным. Эти резкие отрицательные увеличения SYM-H могли быть вызваны множественными магнитными полями MC, направленными к югу. Вблизи и на пике многофазного шторма с несколькими главными фазами, от ~23 UT 13 марта до 01 UT 14 марта, главная фаза становится более монотонной, заканчиваясь при пиковом значении SYM-H -710 нТл. За этим пиком следует восстановление с ~01 по 06 UT 14 марта. Пик СМС и восстановление могли быть вызваны событием МС юг-север.

Было высказано предположение, что интенсивные магнитные бури 29–30 октября 2003 г. были вызваны двумя быстрыми ICME со скоростями ~2000 км с ⁻¹ (Mannucci et al.2005 г.; Алекс и др. 2006). Первый ICME и его верхний слой вызвали двойную бурю с первой депрессией в Dst ~ −200 нТл (из-за южного магнитного поля оболочки), возникшей около ~ 09:00 UT 29 октября, и второй депрессией из-за южного поля MC Dst = −350. нТл в ~01:25 UT 30 октября. Продолжительность главной фазы бури составила ~18 ч. Прежде чем эта буря завершилась, сильные магнитные поля МО второго ICME, направленные к югу, вызвали новую одиночную ступенчатую бурю с Dst ~ -400 нТл в 23:15 UT 30 октября 2003 г. (Mannucci et al.2005). Продолжительность основной фазы этой бури составила ~5 ч.

Наконец, мы рассматриваем Dst-профиль супермагнитной бури 20 ноября 2003 г. (Алекс и др., 2006; Маннуччи и др., 2008). Это была одноступенчатая буря (Dst = -490 нТл), вызванная интенсивным южным магнитным полем МО, связанным с ICME, движущимся со скоростью около 1100 км с ^-1 . Основная фаза длилась около 8 часов. Из приведенных выше аргументов мы заключаем, что не только амплитуды южных магнитных полей, связанных с ICME, но и их продолжительность играют важную роль в возникновении силы магнитных бурь.

Каким будет профиль Dst возможной экстремальной магнитной бури? Точно предсказать его невозможно. Однако мы предполагаем, что она будет иметь короткую единственную фазу, что-то вроде Кэррингтоновской бури, вызванной интенсивным южным полем МО, связанным с экстремальным ICME. Поле оболочки, если оно ориентировано на юг, может обеспечить небольшой шторм, предшествующий более крупному шторму, вызванному MC.

Вероятность сверхмагнитных бурь

Трудно ответить на вопросы: «как часто могут происходить СМС?» или «Можно ли определить вероятности возникновения бурь типа Кэррингтона или СМС?» Чтобы ответить на первый вопрос, ICME связан с одной большой вспышкой (энергия ~10 ²⁵ Дж) за солнечный цикл (11 лет) (Kane et al.1995, 2005; Шривер и соавт. 2012) может создать СМС с интенсивностью, подобной шторму 1859 года. Но на самом деле мы знаем, что магнитная буря Кэррингтона была самой большой бурей за последние 155 лет (около 14 солнечных циклов). Таким образом, либо такой большой вспышки, за которой следовал экстремальный ICME, в прошлом не было, либо если она и была, то не была геоэффективной. Ответ на вопрос о предсказуемости событий аналогичной или большей интенсивности требует знания либо полного понимания физических процессов, вызывающих экстремальные ICME и магнитные бури, либо хорошей эмпирической статистики хвоста их распределения. Поскольку мы не полностью понимаем физические процессы и не располагаем хорошими данными о распределении хвостов, по нашему мнению, в настоящее время невозможно оценить вероятности их возникновения с какой-либо разумной точностью. Однако другие пытались сделать некоторые прогнозы с учетом оговорок.

Tsubouchi и Omura (2007) проанализировали набор данных Dst за 45 лет с 1957 по 2001 год, используя теорию экстремальных значений. Их модель предсказывает частоту возникновения бури в марте 1989 года (Dst = -589 нТл) или выше, как один раз в 60 лет.Они также рассчитали частоту возникновения магнитной бури типа Кэррингтона (Dst = -1760 нТл) на основе своей модели и получили одно событие каждые ~ 40 000 лет.

Райли (2012) предсказал, что вероятность штормов с Dst < −850 нТл, которые произойдут в течение следующего десятилетия, составит около ~12 %, исходя из предположения, что частота возникновения масштабируется как обратная степень интенсивности явления.

Лав (2012) оценил наиболее вероятную вероятность возникновения Пуассона для другого события типа Кэррингтона в следующие 10 лет как 0. 063. Недавно Лав и др. (2015) применили логнормальную статистику к временным рядам Dst за 1957–2012 годы и предсказали, что максимальная вероятность магнитной бури с интенсивностью, превышающей Dst <-850 нТл, составит примерно 1,13 раза в столетие.

Катаока (2013) использовал новую статистическую модель кумулятивных функций распределения, основанную на 89-летнем списке магнитных бурь, зарегистрированных в Магнитной обсерватории Какиока, для расчета вероятности экстремальных магнитных бурь в 24-м солнечном цикле.Он оценивает вероятность возникновения еще одного шторма типа Кэррингтона в течение следующего десятилетия в 4–6 %.

Уиллис и др. (1997) применили статистику экстремальных значений к первой, второй и третьей по величине геомагнитным бурям за солнечный цикл для 14 солнечных циклов (1844–1993), используя ежедневные индексы aa . Они предсказывают 99 % вероятность того, что не будет бури с 90 267 аа 90 268 > 550 в течение следующих 100 солнечных циклов.

Недавний статистический анализ Ермолаева и соавт. (2013) показывает, что частота возникновения бурь типа Кэррингтона не может превышать одного раза в 500 лет.

Готовы ли мы к следующей большой солнечной буре?

Еще одной сентябрьской ночью 1859 года Ричард Каррингтон и Ричард Ходжсон стали свидетелями знаменательного события. Британские астрономы не были вместе, но оба наблюдали за Солнцем в телескопы именно в тот момент, когда из огненной звезды вырвался массивный выброс. В течение нескольких дней другие жители Земли заметили красочное северное сияние, прочерчивающее небо и телеграфные линии — передовые технологии того времени в Европе и Северной Америке — вспыхивающие искрами.

Солнечная вспышка стала известна как событие Кэррингтона в честь одного из двух астрономов, впервые описавших ее. Несмотря на то, что она произошла более 150 лет назад, она до сих пор считается самой сильной из известных геомагнитных бурь (хотя нам не хватает измерений, чтобы точно сказать, насколько сильной она была).

С тех пор Земля испытала на себе воздействие нескольких значительных геомагнитных бурь, каждая из которых вызвала отключение электроэнергии и повреждение спутников. В результате энергетические компании и производители спутников встроили сопротивление в нашу технологию.Но что произойдет, если сегодня произойдет еще одна солнечная вспышка уровня события Кэррингтона? Были бы мы готовы к этому?

По словам Алексы Хэлфорд, заместителя начальника отдела гелиофизики в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, ответ — осторожно утвердительный. «Еще многому предстоит научиться, — говорит она, — но мы добились успеха».

Десятилетия обучения

Вспышки возникают, когда Солнце излучает электромагнитное излучение. Эти всплески часто длятся несколько минут, хотя иногда и дольше.Иногда они связаны с выбросами корональной массы, которые выбрасывают газовый материал и магнитные поля. Но не каждая солнечная вспышка или выброс корональной массы окажут влияние на Землю; это зависит как от размера взрыва, так и от направления, в котором он движется. Например, если солнечная вспышка произойдет на дальней стороне Солнца, она вряд ли повлияет на нас.

Даже если это происходит на ближней стороне, направление вспышки часто не попадает в нас — поскольку мы находимся довольно далеко и являемся относительно небольшой целью по сравнению с Солнцем.Это произошло, например, в 2001 году, когда одна из крупнейших солнечных вспышек в истории человечества взорвалась корональным выбросом массы со скоростью около 4,5 миллионов миль в час. К счастью, он пронесся мимо нас по пути в космос.

Технология была относительно простой в 1859 году, когда произошло событие Кэррингтона, но она по-прежнему оказывала большое влияние на телеграфные линии. В то время людям приходилось отключать провода, чтобы из них не вылетали искры. Но частично они остались функциональными благодаря частицам, выброшенным вспышкой, ударившей по току в линиях.«Им фактически пришлось отключить их, и у них все еще было достаточно энергии и тока для работы в течение определенного периода времени», — говорит Хэлфорд.

Были и более ранние солнечные вспышки, воздействие которых, конечно, ощущалось на Земле. Солнечная буря, случившаяся в 993 году нашей эры, оставила следы на стволах деревьев, которые археологи до сих пор используют для датировки древних древесных материалов, таких как кратковременное поселение викингов в Америке. Еще одна значительная солнечная вспышка произошла во время Первой мировой войны. Она была не такой масштабной, как Кэррингтонское событие, но все же сбивала с толку оборудование для обнаружения.По словам Хэлфорда, технические специалисты полагали, что бомбы падали, хотя на самом деле это была помеха от удара вспышки о магнитосферу.

Крупный выброс корональной массы недавно обрушился на Землю в марте 1989 года, и возникшая в результате геомагнитная буря вызвала серьезные разрушения на Земле. Вспышка вывела из строя электросети в Квебеке и некоторых частях Новой Англии, поскольку коммунальная компания Hydro-Quebec не работала в течение девяти часов. Силовые трансформаторы даже расплавились из-за перегрузки электричества в сети.

Меры безопасности

Это событие 1989 года, наконец, привлекло внимание планировщиков инфраструктуры. «Это те вещи, из которых мы действительно извлекли урок», — говорит Хэлфорд. Энергетические компании начали внедрять меры безопасности, такие как растяжки, в электросети, чтобы предотвратить каскадный сбой. Если мощность увеличивается слишком быстро, эти растяжки запрограммированы на отключение, чтобы ограничить ущерб, а трансформаторы не сгорели, как это было в 1989 году. планета — все, что произошло в октябре этого года, когда солнечная вспышка вызвала выброс корональной массы и геомагнитную бурю, обрушившуюся на Землю.Спутники особенно уязвимы, потому что они не получают выгоды от относительной защиты нашей атмосферы. Но большинство спутников, запущенных за последние два десятилетия, были построены достаточно прочно, чтобы быть устойчивыми к перезарядке.

Перевороты битов происходят, когда ионизированные частицы от солнечных вспышек переключают функцию битов памяти. Это может вызвать большие проблемы для спутников GPS, которые влияют на все, от навигации до точного бурения. Даже банковское дело зависит от спутников GPS, чтобы определять время транзакций. «Такого рода провал действительно нанесет ущерб экономике», — говорит Хэлфорд. «Это важно и определенно то, о чем мы должны беспокоиться».

Хотя спутники теперь строятся более надежно, она добавляет, что маловероятно, что шторм выведет из строя достаточно GPS-спутников, чтобы вызвать множество серьезных проблем. Эти проблемы также иногда можно легко решить, выключив и снова включив питание или просто перезапустив затронутое устройство. Октябрьская вспышка вызвала некоторые незначительные проблемы, но Федеральное авиационное управление не сообщало о каких-либо серьезных проблемах с навигацией, говорит Хэлфорд.

Положительные воздействия

Не все воздействия крупных солнечных вспышек обязательно будут отрицательными. Когда происходят эти события, они увеличивают плотность верхних слоев атмосферы Земли. По сути, атмосфера поднимается на высоту в течение короткого периода времени. Это может повлиять на орбиты спутников, потенциально вызывая проблемы, но также может повлиять на орбиты космического мусора, плавающего там. Из-за дополнительного сопротивления этот хлам может упасть на орбиту и сгореть.

«Вам нужны штормы, чтобы мы могли естественным образом избавиться от части мусора», — говорит Хэлфорд.Но это может быть обоюдоострый меч, поскольку это событие также может вызвать орбитальный распад работающего оборудования.

Другим потенциально положительным эффектом для землян, живущих ближе к экватору, является повышенная видимость северного сияния. Северное сияние и южное сияние возникают, когда солнечные частицы входят в атмосферу и сталкиваются с частицами газа. Обычно это происходит на полюсах, где магнитное поле слабее. Но во время солнечных вспышек через атмосферу проходит больше частиц.Северное сияние недавно было видно в Нью-Йорке во время октябрьской солнечной бури.

Эти возможности будут только увеличиваться по мере того, как мы приближаемся к периоду солнечного максимума, когда мы наблюдаем наибольшую солнечную активность каждые 11 лет или около того. «Следующие несколько лет должны быть действительно захватывающими, потому что у нас будет гораздо больше шансов увидеть полярное сияние», — говорит Хэлфорд.

Это также может быть вероятным временем для еще одной большой солнечной вспышки. По словам Хэлфорда, это будет шанс увидеть, насколько хорошо наши меры безопасности и меры предосторожности могут справиться с этим притоком солнечных частиц, но не задерживайте дыхание.Исследование, опубликованное в 2019 году, показало, что вероятность того, что событие, подобное Кэррингтону, произойдет до 2029 года, составляет менее 1,9 процента. «Событие в Кэррингтоне — это одно из тех событий, которые вы как бы хотите, — говорит Хэлфорд, — потому что мы думаем, что сможем это выдержать».

Крупнейшая солнечная вспышка за всю историю наблюдений

× Эта страница содержит заархивированный контент и больше не обновляется. На момент публикации он представлял собой наилучшую доступную науку.

Просмотрите анимацию с телескопа, работающего в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (EIT).

В 16:51 EDT, в понедельник, 2 апреля 2001 г., солнце высвободило самая большая солнечная вспышка, когда-либо зарегистрированная, по наблюдениям Солнечной и Спутник Гелиосферной обсерватории (SOHO). Вспышка точно была мощнее, чем знаменитая вспышка на Солнце 6 марта 1989 г. в связи с нарушением работы электросетей в Канаде.Это недавнее Взрыв из активной области у северо-западного лимба Солнца выбросил выброс корональной массы в космос с колоссальной скоростью примерно 7,2 миллионов километров в час. К счастью, вспышка не была направлена ​​прямо по направлению к Земле.

Солнечные вспышки, одно из самых мощных извержений в Солнечной системе, огромные взрывы в атмосфере Солнца, способные выпустить столько энергии, сколько миллиард мегатонн тротила. Вызванный внезапным высвобождение магнитной энергии, всего за несколько секунд вспышки могут ускориться солнечные частицы до очень высоких скоростей, почти до скорости света, и нагреть солнечный материал до десятков миллионов градусов.

Солнечные выбросы часто связаны со вспышками и иногда происходят вскоре после взрыва ракеты. Корональные выбросы массы представляют собой облака наэлектризованный магнитный газ весом в миллиарды тонн, выброшенный с Солнца и выбрасывается в космос со скоростью от 12 до 1250 миль в секунду. второй. В зависимости от ориентации магнитных полей, переносимых облако выбросов, направленные на Землю выбросы корональной массы вызывают магнитные бури, взаимодействуя с магнитным полем Земли, искажая его форму и ускорение электрически заряженных частиц (электронов и атомные ядра), захваченные внутри.

Суровая солнечная погода часто предвещается яркими полярными сияниями, северное и южное сияние и магнитные бури, которые иногда влияют на спутники, радиосвязь и энергосистемы. Вспышка и солнечный выброс также породил бурю высокоскоростных частиц, и число частиц с десятью миллионами электрон-вольт энергии в пространство около Земли сейчас в 10 000 раз больше, чем обычно. То рост частиц на этом энергетическом уровне еще не представляет заметного опасность для авиапассажиров, астронавтов или спутников, а также NOAA SEC оценивает эту радиационную бурю как умеренную от S2 до S3 по шкале, которая идет до С5.

Солнечная вспышка в понедельник привела к отключению радиосвязи R4 на освещенной солнцем стороне Земля. Отключение электроэнергии R4 по рейтингу NOAA SEC занимает второе место по частоте тяжелая классификация R5. Классификация измеряет нарушение радиосвязь. Рентгеновский и ультрафиолетовый свет от вспышки изменился структура электрически заряженной верхней атмосферы Земли (ионосфера). Это затронуло частоты радиосвязи, которые либо проходят через ионосферу к спутникам или отражаются ею на пересечь земной шар.

Миссия SOHO проводится совместно Европейским Космическое агентство и НАСА.

Изображения предоставлены SOHO Project, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА

Магнитная буря – обзор

5.2 Плазменный покров

В масштабах времени геомагнитных бурь наблюдения ENA показывают повышенную интенсивность плазменного покрова, что объясняется повышением температуры плазмы.Камера MENA на борту IMAGE использовала интегрированные изображения в диапазоне 1–70 кэВ, чтобы продемонстрировать корреляцию между интенсивностью ENA плазменного слоя и плотностью ионов в течение длительного активного периода с 21 сентября 2000 г. по 11 октября 2000 г. (McComas et al., 2002). ). Поведение согласовывалось с повышенной плотностью плазменного слоя в холодном состоянии, возникающим в длительные периоды северного ММП, обеспечивая высокую плотность плазмы, которая затем нагревалась в периоды южного ММП (Lennartsson, 1989; Thomsen et al., 2003).

Во время эволюции штормовых суббурь камера HENA на борту миссии IMAGE получила 10-минутные последовательности изображений плазменного слоя в диапазоне 10–60 кэВ (H), видимые на расстоянии около 14 R _E (Брандт и др., 2002b). В дополнение к отображению повышенной интенсивности плазменного слоя во время бури, морфология эмиссии показала четкую динамику во время суббури. На рис. 2.6 показана последовательность изображений HENA (10–39 кэВ) во время геомагнитной бури 4 октября 2000 г.Одновременно с началом авроральной суббури в 09:21 UTC интенсивность плазменного слоя начала резко снижаться сначала на высоких L-оболочках (рис. 2.6A), а затем в 09:30 UTC – на более низких L-оболочках. В 09:34 UTC спутник GOES, расположенный в 00:47 MLT, наблюдал сигнатуру магнитной диполяризации, а в 09:38 UTC спутник Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) в геосинхронном режиме обнаружил инжекцию ионов. На рис. 2.6B показано изображение H ENA в 09:50 UTC, когда интенсивность ENA из области кольцевого тока увеличилась в результате того, что инжекция достигла кольцевого тока.После инжекции морфология излучения плазменного слоя восстанавливается до состояния до инжекции. Внезапное уменьшение интенсивности плазменного слоя, по-видимому, согласуется с истончением плазменного слоя (Hones et al., 1984; Baumjohann et al., 1992; Ohtani et al., 1992). Обратите внимание, что во время суббури во время бури интенсивность ENA ранее существовавшего кольцевого течения относительно высока, что затрудняет различение каких-либо структур более мелкого масштаба. Кроме того, в этом диапазоне энергий функция рассеяния точки колеблется от 6 градусов до 20 градусов на низкоэнергетическом конце.

Рисунок 2. 6. Во время геомагнитных бурь интенсивность ENA плазменного слоя обычно повышается, но внезапно снижается, что свидетельствует о крупномасштабном утончении плазменного слоя. Эта последовательность изображений была получена HENA во время шторма 4 октября 2000 года. Сразу же после начала авроральной суббури, произошедшей в 09:21 UTC, (A) интенсивность плазменного слоя на ночной стороне внезапно упала выше примерно L = 8. В то же время интенсивность кольцевого тока увеличилась, достигнув максимума около 09:50 UTC ( Б).В последующие 20 минут морфология плазменного листа восстановилась до состояния до инъекции (C).

Фронты диполяризации или импульсные объемные потоки (BBF) представляют собой критические мезомасштабные (∼1 R _E ) явления, возбуждающие плазму в плазменном слое, что приводит к усилению кольцевого тока. Многие недавние миссии, такие как Cluster, THEMIS, Van Allen Probes и Magnetospheric Multi Scale (MMS), наблюдали распространяющиеся к Земле BBF и фронты диполяризации, которые возбуждают ионы адиабатически и неадиабатически (Kistler et al. , 1990; Рунов и др., 2011; Макферрон и др., 2011). Хотя они признаны определяющей частью суббуревых инъекций, они, по-видимому, также являются основной частью так называемой направленной к Земле конвекции (или дрейфа ExB) в плазменном слое во время геомагнитных бурь (Hori et al., 2005; Ohtani and Мукаи, 2008). Однако глобальное влияние этих мезомасштабных структур все еще остается нерешенным вопросом в космической физике с важными последствиями для нагрева плазмы в планетарных магнитосферах в целом (Mitchell et al., 2015; Брандт, 2021; Ахиллеос и др., 2015).

Несколько моделей магнитосферы создали мезомасштабные структуры, соответствующие наблюдаемым характеристикам BBF и фронтов диполяризации. Магнитогидродинамическая модель глобальной магнитосферы Лиона-Феддера-Мобарри с высоким разрешением выявила резкое увеличение BBF и фронтов диполяризации в начале суббури, проникающих внутрь геостационарной орбиты во время фазы расширения и в конечном итоге вызывающих глобальную диполяризацию в конце фазы расширения (Merkin и другие. , 2019). Результаты модели конвекции Райса показывают, что «пузыри» с низкой энтропией плазмы распространяются в направлении Земли, увеличивая давление кольцевого тока (Янг и др., 2008). Эта модель также воспроизвела аналогичные бусинки полярного сияния, связанные с восходящими и нисходящими парами ПТ, созданными градиентами давления плазмы, которые наблюдались камерой FUV на борту ИЗОБРАЖЕНИЯ. Хотя смоделированное повышение давления в целом соответствовало изображениям ENA, полученным с помощью HENA, разрешение камеры было недостаточным для определения размера пузырьков модели.

Инъекции суббури в периоды отсутствия бури обычно имеют более низкую интенсивность, но их мезомасштабные структуры лучше разрешены из-за отсутствия эмиссий от ранее существовавшего кольцевого течения. И миссии IMAGE, и миссии TWINS наблюдали относительно узкие и локализованные мезомасштабные суббуревые выбросы (Brandt, 2021; Keesee et al., 2021), соответствующие фронтам диполяризации или BBF, наблюдаемым на месте (Ohtani et al. , 2018). На рис. 2.7 показана последовательность изображений HENA от 24 сентября 2000 года с началом суббури около 15:30 UTC, когда в полночь произошло внезапное увеличение интенсивности ENA примерно до L = 8.В следующие 20 минут около полуночи образовалась относительно узкая область излучения, которая впоследствии расширилась примерно до 16:10 UTC, после чего расширилась и сместилась на запад. Ширина FWHM этой узкой инъекции может быть оценена примерно как 1 R _E .

Рисунок 2.7. Пример наблюдения мезомасштабной инъекции, наблюдаемой HENA (Brandt, 2021).

Распределение температур плазменного слоя было получено дистанционно путем подгонки спектров TWINS ENA к максвелловскому распределению и проецирования пикселей на магнитный экватор (Keesee et al., 2012, 2014). Используя тот же метод, 3 августа 2016 г. была обнаружена узкая структура с повышенной температурой плазмы, распространяющаяся к Земле, с соответствующими измерениями на месте с помощью миссий MMS и Van Allen Probes, предполагающих наличие BBF (Keesee et al. , 2021). На рис. 2.8 показан обзор события, произошедшего во время умеренной геомагнитной бури с минимальным значением Dst, равным −52 нТл. Каждая карта составлена ​​из 2-минутных изображений ENA в диапазоне 2–32 кэВ. Начало авроральной суббури произошло в 05:36 UTC.В 05:44 UTC (рис. 2.8C) в сумеречном квадранте вблизи космического корабля MMS появляется структура с повышенными температурами в диапазоне 6–10 кэВ. Температуры, измеренные на месте с помощью MMS, согласуются в пределах нескольких факторов.

Рисунок 2.8. (A)–(D) Карты ионных температур TWINS во время события 3 августа 2016 г. с периодом интегрирования изображений 2 мин. Пунктирная окружность представляет собой геосинхронное расстояние, а красные треугольники представляют предполагаемое местоположение спутника MMS4 (Keesee et al., 2021).

В то время как большая часть изображений ENA была получена с высоких широт, только часть изображений с экваториальных точек обзора была получена из-за конфигурации орбиты, а также из-за более интенсивного фонового излучения на экваториальных широтах во внутренней магнитосфере. В то время как высокоширотные изображения кольцевого тока и плазменного покрова обеспечивают превосходное покрытие и разрешение радиального и MLT-распределения, они почти не содержат информации о меридиональном распределении. Кроме того, с полярной точки зрения крайне сложно получить информацию о радиальном расположении и форме внутреннего края кольцевого тока, поскольку яркие интенсивности ENA, исходящие от L-оболочек более высоких широт, затемняют внутренний край. На рис. 2.9A показан пример изображения HENA (10-минутное интегрирование) в диапазоне 60–120 кэВ с 08:30 UTC 22 января 2004 г.Изображение было получено около магнитного экватора на рассвете и показывает поразительное меридиональное распределение кольцевого тока с SYMH всего -15 нТл непосредственно перед геомагнитной бурей, которая достигла минимального SYMH равного -137 нТл примерно в 13:25 UTC. день. Силовые линии геомагнитного поля в полуночной плоскости для этих условий построены для сравнения по модели TS04 (Цыганенко, Ситнов, 2005).

Рисунок 2.9. Околоэкваториальные точки обзора обеспечивают важное меридиональное распределение кольцевого тока и плазменного слоя.(A) Изображение HENA, полученное вблизи магнитного экватора в 08:30 UTC 22 января 2004 г. (B) Моделированное изображение, полученное на экваторе на расстоянии 30° 90 269 E 90 272 с использованием эмпирических значений интенсивности ионов и ENA для демонстрации возможностей нового Камера ENA, предложенная для миссии STORM, в настоящее время находится в конкурсной фазе A.

Это конкретное наблюдение не показало большой динамики, вероятно, из-за низкой активности и условий солнечного ветра. Однако во время сильной геомагнитной бури 15 июля 2000 г. аппарату IMAGE посчастливилось находиться вблизи магнитного экватора в течение главной фазы.Изображения ENA, полученные с помощью HENA вблизи экватора с 16:25 до 20:00 UTC, показали динамические выбросы ENA, соответствующие пику кольцевого тока, усиливающемуся и перемещающемуся к земле от примерно L = 5 дюймов до примерно L = 3 (Brandt et al. , 2001a). и позже было обнаружено, что оно согласуется с восстановлением давления плазмы из эмпирических моделей магнитных полей (Ситнов и др., 2018, 2020).

В период с 27 октября 2009 г. по 07 ноября 2009 г. миссия IBEX (McComas et al., 2009b) наблюдала выбросы ENA от плазменного слоя ночной стороны с его экваториальной точки наблюдения, простирающейся до 14 R _E , где заканчивался охват данных (McComas et al., 2011). Изображения ENA в диапазоне 2,0–3,8 кэВ накапливались в течение нескольких дней каждое и наращивались мгновенными полосами 5,5 R _E поперек плазменного слоя по мере того, как точка обзора космического корабля постепенно перемещалась вниз по хвосту. Хотя эти изображения не были мгновенными снимками состояния плазменного слоя, они ясно показали пространственную и/или временную динамику и продемонстрировали уникальные преимущества, которые предлагает экваториальная точка обзора.

Во время написания этой главы миссия НАСА STORM находится в соревновательной фазе-A и несет новую камеру ENA, предназначенную для визуализации кольцевого тока и плазменного слоя с орбиты 30 R _E . Орбитальное расстояние требует более высокой чувствительности, чем, например, камеры HENA и JENI. На рис. 2.9B показано смоделированное изображение ENA, интегрированное за 20 минут и 1,5 кэВ с центром в 5 кэВ, полученное в сумерках в экваториальной плоскости на расстоянии 30 R _E . Основное распределение протонов было адаптировано на основе эмпирических статистических данных, полученных с помощью прибора для измерения частиц с низкой энергией на борту миссии Geotail (Wang et al., 2006). Изображения ENA были смоделированы с использованием модели геокоронального водорода, основанной на данных Geocoronal Imager в составе прибора FUV на борту миссии IMAGE (ØStgaard et al., 2003). Спектры ионов были немного скорректированы, чтобы соответствовать наблюдаемым интенсивностям ENA от IBEX-Hi (McComas et al., 2011). Окончательное изображение было смоделировано в отсчетах путем применения функции отклика и геометрического фактора камеры. Для получения статистически значимого изображения с размером пикселя 2 градуса, как показано, требуемый геометрический фактор камеры составляет всего 1,5 см ² ср.