Наше Солнце извергает более мощные и беспорядочные бури, чем ожидалось

Что вы чувствуете, когда видите полярное сияние?

Полярное сияние, также известное как северное или южное сияние, представляет собой свет, излучаемый частицами верхних слоев атмосферы, когда они взаимодействуют с частицами магнитосферы, находящимися под напряжением.

p>

Это впечатляющее и потустороннее событие, с которым часто сталкиваются люди, живущие в высоких широтах. В учениях кри и оджибве северное сияние — это духи предков, которые остаются и общаются с неба.

Для ученых полярное сияние — это бесконечно сложное слияние динамики ионосферы, проявление внутренней связи Земли с Солнцем. . Для промышленности это фактор риска.

Событие разрушения Starlink h2>

В феврале 2022 года SpaceX запустила 49 интернет-спутников Starlink на низкую околоземную орбиту (НОО). Это был 36-й запуск Starlink, проведенный SpaceX, и они ожидали, что он пройдет без сучка и задоринки, как и 35 предыдущих.

В день запуска произошел выброс корональной массы — большой всплеск плазма, выброшенная с Солнца, ударила по Земле. Оно вызвало геомагнитную бурю в атмосфере на высоте от 100 до 500 км, что является целевым диапазоном для Starlink.

Это событие выбросило огромное количество электромагнитной энергии прямо в верхние слои атмосферы Земли.

Это произвело красивые проявления северного сияния, но энергия также увеличила плотность воздуха. Более высокая плотность воздуха, как правило, не имеет большого значения для спутников LEO, потому что она уже чрезвычайно низка на обычных рабочих высотах (свыше 400 км).

Однако Starlink изначально был запущен на высоте 210 м. километров. Это намного ближе к Земле, с экспоненциально более высокой плотностью воздуха. Тридцать восемь из этих 49 первоначальных запущенных спутников были впоследствии потеряны из-за атмосферного сопротивления со стороны плотной атмосферы, которая притянула их обратно к Земле.

Удивительный солнечный цикл

Солнце проходит цикл — 11-летнего, если быть точным, — с которого его активность периодически увеличивается и уменьшается.

В пик цикла мы видим больше солнечных пятен на поверхности Солнца, больше испускаемой радиации и больше солнечной энергии. вспышки.

Геомагнитные бури, подобные той, что вызвала разрушение Starlink, являются относительно обычным явлением, особенно когда солнце достигает пика своего 11-летнего цикла усиления и ослабления активности.

В предыдущем цикле, который закончился в 2019 году (24-й отслеживаемый цикл с 1755 года), было 927 штормов, классифицированных как умеренные или слабые, — в среднем один раз каждые пять или около того дней.

Мы’ в настоящее время четыре года до 25-го солнечного цикла, но этот уже оказался удивительным.

Предсказывалось, что максимальная активность 25-го цикла произойдет в 2025 году, но солнечная активность уже превысила этот период. Это означает, что мы наблюдаем больше геомагнитных бурь, больше полярных сияний (и на более низких широтах, чем обычно) и потенциально более опасные условия для спутников LEO.

Космическая погода — невидимая сила природы

Если геомагнитные бури настолько распространены, почему они не вызывают больше проблем? Реальность такова, что они это делают, но последствия гораздо менее очевидны, чем сгорание спутников в атмосфере.

Когда энергия космической погоды попадает, например, в верхние слои атмосферы Земли, меняется состав ионосферы в дополнение к составу воздуха. становится плотнее. Высокочастотная или «коротковолновая» радиосвязь зависит от предсказуемой ионосферы для вещания на большие расстояния.

Геомагнитные бури, влияющие на состав ионосферы, могут вызывать отключения радиосвязи, такие как сбои в Северной Америке 7 августа. . Даже небольшой шторм может привести к ухудшению качества радиосигналов, используемых в военных и морских системах, авиационной связи или любительской радиосвязи.

Сильные штормы могут привести к отключению радиосвязи на несколько часов и на всей стороне земного шара. Штормы такого масштаба также могут вызвать более заметные проблемы, такие как девятичасовое отключение электроэнергии, которое произошло на Hydro-Québec в 1989 году.

Системы предупреждения о космической погоде

Это не все гибель и разрушение. ракеты однако. Мы можем определить, когда солнечная вспышка покидает поверхность Солнца, и приблизительно предсказать, когда она повлияет на Землю, заранее предупредив об определенных типах штормов и шансах увидеть полярное сияние.

Однако для многих штормов существует имеет очень мало предсказательных возможностей или вообще не имеет их, поскольку зависит от того, как магнитное поле Земли взаимодействует с солнечным ветром, который труднее увидеть.

Прогноз текущей погоды — использование данных в реальном времени для понимания условий по мере их возникновения — один из наших лучших инструментов. С помощью таких инструментов, как наземный радар и магнитометры на спутниках, мы можем почти мгновенно оценить электромагнитную энергию космической погоды, поступающую в атмосферу.

Что касается того, почему SpaceX потеряла спутники в феврале 2022 года во время небольшой геомагнитной бури, то было просто вопросом времени. Однако потеря спутников является ошеломляющим напоминанием о силе Вселенной, в которой мы живем.

Дэниел Биллетт, научный сотрудник по космической физике, Университет Саскачевана

Эта статья переиздается из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите исходную статью.