Насколько опасны солнечные бури? Ученые считают, что событие в Каррингтоне было одним из самых мощных, когда-либо поражавших Землю. Но новое исследование говорит, что мы можем ожидать больше штормов, столь же сильных и более частых.
Событие Кэррингтона было массивным выбросом корональной массы (CME), который ударил Землю 1 и 2 сентября 1859 года. CME, которые мощно врезаются в магнитосферу Земли, деформируют ее и вызывают низкоширотные полярные сияния. Как известно, солнечный шторм 1859 года также привел к провалу телеграфа по всему миру. Это хорошо известное, хорошо изученное и хорошо задокументированное событие.
Но большая часть того, что мы знаем об этом шторме, получена из наблюдений и сообщений из Западного полушария. В новом исследовании, опубликованном в журнале Space Weather Американского геофизического союза, ученые намеревались собрать отчеты и наблюдения со всего мира, чтобы попытаться нарисовать более полную картину шторма.
Ведущий автор исследования - Хисаси Хаякава, астрофизик из Университета Осаки в Осаке, Япония, и лаборатории Резерфорда Эпплтона в Соединенном Королевстве. В пресс-релизе Хаякава сказал: «Событие в Каррингтоне считалось наихудшим сценарием для событий космической погоды против современной цивилизации ... но если это произойдет несколько раз в столетие, мы должны пересмотреть, как подготовиться к этому и смягчить его. вид космической погоды ».
Во время выброса корональной массы из внешней атмосферы Солнца или короны испускается массивная капля плазмы. Им часто предшествуют солнечные вспышки, и они связаны с группами солнечных пятен в активных областях поверхности Солнца. Обычно плазма захвачена солнечным магнетизмом, но когда линии магнитного поля разорваны, плазма может вырваться.
Наш современный мир гораздо более уязвим к этим штормам, чем мир 1859 года. Магнитные бури такого масштаба разрушают наши спутники, электрические сети, средства связи и все остальное, что зависит от электромагнитных волн. Хаякава и его команда хотели узнать, действительно ли мы понимаем, насколько часты и сильны эти штормы.
Команда ученых организовала международное сотрудничество, чтобы собрать больше данных о шторме 1859 года. Они чувствовали, что, поскольку большая часть данных и наблюдений была из Западного полушария, в нашем понимании шторма может быть пробел. Они собрали исторические наблюдения и данные о сияниях, вызванных штормом в Восточном полушарии и на Пиренейском полуострове.
Команда также собрала репортажи из газет в Португалии, Испании, Австралии, Новой Зеландии, Мексике и Бразилии. Они также получили наблюдения за полярным сиянием из Российской центральной обсерватории и из японских дневников. С запада у них были данные из большего количества газет, научных журналов и даже судовых журналов. Затем они сравнили два тела отчетов.
Неопубликованные рисунки, сделанные европейскими астрономами во время шторма, были еще одним источником. Эти рисунки позволили ученым выяснить, откуда возникла буря на поверхности Солнца, и отследить пятно по мере его роста и сжатия.
Что они нашли?
Их статья показывает, что событие в Каррингтоне не так уникально, как мы думали.
Авторы считают, что солнечные пятна, которые породили солнечную бурю 1859 года 1 и 2 сентября, вызвали множество других всплесков. Эти вспышки произошли с начала августа до начала октября, а солнечная буря произошла в конце августа. По словам исследователей, поздний августовский шторм произошел около 27 августа 1859 года. Он послал отдельные СМЕ, достаточно сильные, чтобы воздействовать на магнитное поле Земли. Они также думают, что шторм 27 августа помог Кэррингтонскому Событию достигнуть интенсивности, которую он сделал.
После реконструкции всей этой деятельности авторы сравнили событие Каррингтон с другими штормами в 1872, 1909, 1921 и 1989 годах. Они обнаружили, что два из них - в 1872 и 1921 годах - были сопоставимы с этим событием. Но шторм 1989 года вызвал массовые отключения электроэнергии в Квебеке, Канада. Исследователи пришли к логическому заключению, что событие в Каррингтоне было не единственным, мощным штормом, как мы думаем.
По словам Хаякавы, последствия очевидны. «Хотя шторм 1859 года, безусловно, был одним из самых экстремальных явлений, в лучшем случае это похоже на шторм 1872 года и шторм 1921 года», - сказал он. «Итак, событие в Каррингтоне уже не является чем-то уникальным. Этот факт может потребовать от нас пересмотреть частоту возникновения такого «наихудшего сценария» событий космической погоды ».
Мы становимся все более уязвимыми к этим выбросам корональной массы. Мы знаем намного больше об их источнике и частоте, и их эффектах, чем мы знали в 1859 году. Но готовы ли мы к этому?
На данный момент большая часть подготовки к солнечным бурям заключается в точном прогнозировании. Знание того, когда он приходит, позволяет всем, от астронавтов Международной космической станции, отреагировать на это.
Существует множество способов защитить такие вещи, как линии электропередачи от сильных солнечных бурь. Могут помочь батареи конденсаторов, клетки Фарадея и специальные демпфирующие устройства. Но ни одно из них не является идеальным решением, и одно исследование 2017 года предположило, что это может стоить до 30 миллиардов долларов только для защиты энергосистемы в США.
Некоторые ученые высказали идею массивного магнитного щита между Землей и Солнцем. Находясь в точке 1 Земли-Солнца Лагранжа, щит обеспечит такую же защиту, как магнитное поле Земли, но в большей степени. Но это всего лишь идея на данный момент.
В то же время лучше всего знать, когда приближается шторм, и отключить энергосистему в надежде свести к минимуму ущерб. Будущие миссии, такие как Миссия Лагранжа ЕКА, могут помочь в этом. Что касается спутников и систем связи, их защита находится в стадии разработки, и пока никто не может дать ответ.
Больше:
- Научно-исследовательская работа: временные и пространственные эволюции большой группы солнечных пятен и сильные авроральные бури вокруг события в Каррингтоне в 1859 году
- Пресс-релиз: экстремальные солнечные бури могут быть более частыми, чем считалось ранее
- Доклад: Защита электрической сети Америки от солнечных геомагнитных возмущений
- Космический журнал: новое исследование предлагает гигантский космический солнечный щит для Земли
