Космические цунами выявили слабые места невидимого магнитного щита Земли, указав на регионы, где опасные солнечные бури могут «найти лазейку».
Согласно исследователям из Университета Оулу (Финляндия), мощная бомбардировка частицами и энергией, известная как солнечный ветер, проходит над Землёй неравномерно.
Вместо этого на краю защитного магнитного поля Земли формируются мощные волны, из-за чего поток энергии накапливается в одних областях сильнее, чем в других.
Теперь учёные утверждают, что наиболее сильная активность формируется в зимнем полушарии, которое обращено от Солнца.
В зависимости от направления магнитного поля солнечного ветра, он концентрируется либо на рассветной, либо на закатной стороне планеты.
Это означает, что страны с высокими широтами, такие как Великобритания, Канада и Норвегия, будут наиболее подвержены риску солнечных бурь в период с декабря по февраль.
Между тем, страны низких широт, такие как Новая Зеландия, Чили и Южная Африка, окажутся под угрозой в австралийскую зиму — с июня по август.
Это значит, что эти регионы могут оказаться на передовой, когда мощные солнечные бури обрушатся на Землю, угрожая всему — от навигационных систем до электросетей.
Космические цунами выявили слабые места невидимого магнитного щита Земли, указав на регионы, где опасные солнечные бури могут «найти лазейку».
Жизнь на Земле в том виде, в каком мы её знаем, частично возможна благодаря магнитному щиту, известному как магнитосфера.
Это мощное магнитное поле генерируется вихревыми потоками расплавленного металла в глубинах планеты и помогает отклонять смертоносный поток солнечного ветра.
Однако внешние края этого слоя не герметичны, и между магнитным полем Земли и магнитными токами солнечного ветра происходит постоянное взаимодействие.
Эти взаимодействия помогают формировать космическую погоду, порождая такие эффекты, как светящееся полярное сияние, наблюдаемое в высоких широтах.
Но когда приходят солнечные вспышки или выбросы частиц, называемые «корональными выбросами массы», они также могут вызывать мощные геомагнитные бури.
Эти бури чрезвычайно опасны для критической инфраструктуры планеты, а особо мощные выбросы способны нарушить работу спутников, радиосвязи и даже вызвать отключения электроэнергии.
Одна из причин, по которой последствия солнечных бурь так трудно предсказать, заключается в том, что они проходят над Землёй неравномерно, но учёные не были уверены, почему именно.
Поскольку спутники лишь редко пролетают через наиболее активные области магнитосферы, прямые observational данные немногочисленны.
Земля постоянно подвергается бомбардировке заряженными частицами и энергией в форме солнечного ветра, но защищена магнитным полем (иллюстрация не в масштабе).
Однако в этой новой работе, опубликованной в Geophysical Research Letters, исследователи изучили эти взаимодействия с помощью компьютерной модели всей магнитосферы.
В частности, они сосредоточились на волнах, которые образуются, когда быстро движущийся солнечный ветер задевает край магнитного поля.
Они известны как волны Кельвина–Гельмгольца, и их можно найти по всей Земле и Солнечной системе.
Волны Кельвина–Гельмгольца можно увидеть в гонимых ветром облаках, в кружащихся речных водах и даже в облаках Сатурна.
Ведущий автор, доктор Лаури Холлаппа из Университета Оулу, говорит: «В 2020 году, когда я Visiting NASA в качестве постдокторанта, я заметил необычные изображения моделирования магнитосферы.
Позже я понял, что они показывали волны Кельвина–Гельмгольца на краю магнитосферы, и что различное поведение волн на разных сторонах было частью одного и того же явления».
Доктор Холлаппа и его соавторы обнаружили, что эти волны не образуют аккуратных зеркальных отражений, огибая Землю.
Вместо этого они появляются асимметрично по обе стороны магнитосферы, причём более активные области оказывают большее давление на защитный барьер Земли.
Учёные обнаружили, что наиболее сильная активность формируется в зимнем полушарии, которое обращено от Солнца (показано на иллюстрации).
Эти findings могут помочь космическим агентствам защитить спутники и критическую инфраструктуру от мощных солнечных вспышек или выбросов, известных как корональные выбросы массы. На фото: большая корональная дыра на Солнце, которая произвела опасный объём солнечного ветра.
Доктор Холлаппа сравнивает это с тем, что происходит, когда мощная волна встречает волнорез; она не разделяется равномерно, а скорее сильнее бьёт вокруг одной стороны.
В случае Земли это происходит потому, что магнитное поле солнечного ветра неравномерно drapes over магнитосферу.
«Асимметрии в волновом движении на краю магнитного поля наблюдались и раньше, но теперь мы смогли показать, как они возникают», — говорит доктор Холлаппа.
Эти findings имеют важные последствия для понимания того, как формируется космическая погода на краю магнитосферы и как на этот процесс влияют сезоны.
Исследователи говорят, что это должно помочь повысить точность прогнозов космической погоды в будущем.
Если космические агентства будут иметь более заблаговременное предупреждение о мощной геомагнитной буре, они смогут принять меры для защиты спутников и энергосетей от damaging effects.
Таким образом, точное знание того, где и когда будут ощущаться худшие последствия, может иметь решающее значение для поддержания работы мировых спутниковых навигационных систем, служб обмена сообщениями и интернет-соединений.
Источник: Daily Mail — https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-10893767/Space-tsunamis-reveal-weak-spots-Earths-magnetic-shield.html
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий