Непредсказуемая корональная масса: как 17 космических аппаратов отслеживали уникальное явление

На Солнце произошло необычное явление — корональная масса (CME), которая оказалась направлена на Землю и была отслежена рекордным числом космических аппаратов. Это событие, произошедшее 15 декабря 2024 года в 00:48 по всемирному времени, стало уникальным благодаря тому, что 17 космических аппаратов смогли зафиксировать его, что дало возможность получить детализированное представление о его эволюции.

Что такое корональная масса?

Корональные массы — это огромные облака магнитизированной плазмы, выбрасываемые из внешней атмосферы Солнца, известной как корона, в результате солнечных вспышек. Эти облака расширяются в солнечной системе и содержат заряженные частицы, которые представляют собой значительную радиационную угрозу для астронавтов, космических аппаратов и даже пассажиров на авиарейсах. Однако они также могут вызывать красивые полярные сияния, когда взаимодействуют с магнитным полем Земли.

Уникальное событие

Корональная масса, наблюдаемая в декабре 2024 года, оказалась особенно интересной. Исследовательская группа под руководством Адриенн Луспай-Кути из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса использовала данные 17 космических аппаратов для отслеживания и характеристики этого явления. Ранее рекордным числом аппаратов для отслеживания одной корональной массы было 10, однако они находились в основном на одной линии от Солнца до Земли, что ограничивало их измерения.

Два асимметричных лоба

Наблюдения показали, что CME имела два асимметричных лоба, один из которых двигался быстрее другого. Более быстрый лоб, направлявшийся к Земле и Марсу, оставался незамеченным, так как его скрывал более крупный, но медленный лоб, который покинул Солнце под углом. Это открытие стало возможным благодаря широкому распределению космических аппаратов.

Ход наблюдений

Первоначально CME была зафиксирована совместным космическим аппаратом NASA и ESA — Solar and Heliospheric Observer (SOHO), который наблюдает за Солнцем более 30 лет. Однако он смог зафиксировать только медленный лоб, в то время как быстрый лоб, направлявшийся к Земле, остался незамеченным. На следующий день, 16 декабря, CME была обнаружена на расстоянии 0.35 астрономических единиц от Солнца, когда она двигалась вблизи Меркурия и миссии BepiColombo. На 17 декабря был зафиксирован "скрытый" компонент, который достиг Земли, однако CME не была достаточно сильной, чтобы вызвать значительные полярные сияния. Интересно, что миссия Solar Orbiter, находившаяся на расстоянии 0.94 астрономических единиц от Солнца, не обнаружила CME, что помогло уточнить ее форму.

Динамика лобов

18 декабря медленный лоб достиг космического аппарата STEREO-A, который находится на расстоянии 1 астрономической единицы от Солнца, но значительно впереди Земли в своей орбите. Быстрый лоб имел среднюю скорость 840 километров в секунду, в то время как медленный лоб двигался со скоростью 534 километра в секунду, замедляясь до 400 километров в секунду к моменту достижения STEREO-A. Оба лоба замедлялись из-за трения с обычным солнечным ветром, который они обгоняли.

Важность наблюдений

Наблюдения за CME с помощью множества космических аппаратов, находящихся вне линии Земля-Солнце, являются важным шагом вперед в понимании и прогнозировании распространения корональных масс. Луспай-Кути отметила, что пропуск CME может привести к потере ценного времени для предупреждения о радиационной опасности для астронавтов, находящихся вне защитного магнитного поля Земли.

Асимметричные корональные массы

Асимметричная структура этой корональной массы стала неожиданностью для исследователей. Причины асимметрии пока неясны, и Луспай-Кути отметила, что ученые продолжают исследовать этот вопрос. Важно выяснить, насколько часто встречаются асимметричные CME.

Будущее наблюдений

В будущем к 17 космическим аппаратам, которые уже отслеживали CME, присоединится миссия Vigil Европейского космического агентства, которая будет следить за космической погодой с точки Лагранжа L5, что обеспечит дополнительное наблюдение вне оси Земля-Солнце. Новые данные были опубликованы 19 августа в журнале Science Advances.