Впервые проведённые прямые измерения показали, что приблизительно 85% частиц кольцевого тока во время супершторма возникли не от Солнца, а из верхних слоёв атмосферы Земли
Наука и космос017:20
Во время мощной магнитной бури с 10 по 11 мая 2024 года, вызвавшей полярные сияния далеко за пределами привычных широт, учёные впервые напрямую измерили состав кольцевого тока Земли — пояса заряженных частиц, окружающего нашу планету. Результаты оказались неожиданными: около 85% ионов, поддерживавших этот ток, были кислородными ионами земного происхождения, поступившими из ионосферы, при этом вклад солнечного ветра оказался незначительным. Работа была опубликована в журнале Science Advances.
Магнитная буря началась в результате серии мощных солнечных выбросов, вызванных активной группой солнечных пятен. Несколько облаков намагниченной плазмы объединились по пути к Земле и практически одновременно ударили по магнитосфере. Эта буря, известная как «буря Гэннона» (Gannon storm), достигла минимального значения индекса SYM-H в −518 нанотесла — это второй по силе зарегистрированный показатель с 1981 года. Последнее сопоставимое событие произошло в ноябре 2004 года.
Кольцевой ток формируется на высоте в тысячи километров над экватором и в основном состоит из ионов кислорода и водорода. Перемещаясь вокруг Земли, эти заряженные частицы создают своё собственное магнитное поле, которое частично ослабляет магнитное поле планеты. Это и приводит к возмущениям, фиксируемым наземными магнитометрами во время геомагнитных бурь. На протяжении нескольких десятилетий учёные обсуждают, какая доля этих частиц приходит с солнечного ветра, а какая — из ионосферы, верхнего электрически заряженного слоя атмосферы Земли.
Ответ на этот вопрос помог получить японский спутник Arase, запущенный Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в 2016 году. Аппарат работает именно в областях формирования кольцевого тока и оснащён инструментами, способными определять массу и энергию зарегистрированных ионов. Во время майского супершторма Arase дважды пересёк область кольцевого тока — вскоре после начала бури и вблизи её максимальной интенсивности.
Измерения показали, что примерно 85% ионов составляли кислородные ионы из земной ионосферы. Кроме того, на высоте около 16 тыс. км спутник зафиксировал снижение напряжённости магнитного поля примерно на 40%, причём эта область находилась значительно ближе к Земле, чем во время ранее наблюдавшихся сильных бурь. В то же время резко уменьшилось количество высокоэнергетических электронов, которые обычно удерживаются магнитным полем в этой зоне.
Учёные подчеркивают, что связь между деформацией магнитного поля и потерей электронов ещё предстоит детально изучить.
По словам руководителя работы Наритоси Китамуры (Naritoshi Kitamura) из Института исследований космической и земной среды Нагойского университета, полученные результаты указывают на то, что состояние земной атмосферы может играть гораздо более значимую роль в развитии экстремальных магнитных бурь, чем считалось ранее. Современные модели космической погоды в значительной степени основываются на параметрах солнечного ветра, однако новые данные показывают, что для точного прогноза необходимо учитывать и то, насколько активно ионы покидают ионосферу и попадают в магнитосферу.
Полученные результаты также стали аргументом в пользу миссии FACTORS, которая готовится к рассмотрению в JAXA. Проект предполагает запуск двух спутников для изучения того, как ионы земной атмосферы попадают в магнитосферу и влияют на развитие геомагнитных бурь. Если миссия будет одобрена, то её данные помогут точнее прогнозировать силу будущих экстремальных событий космической погоды.
Darth SaharaИсточники:Science AdvancesНаука и космос0КосмосJAXAКосмическая погодаСолнечный ветерИоносфераМагнитосфера ЗемлиМагнитная буря17:20
Источник