Наука + Солнечная активность

Ионы гелия - это заряженные частицы, образующиеся при ионизации нейтральных частиц, происходящих за пределами нашей Солнечной системы. Они ионизируются солнечным ультрафиолетовым излучением и захватываются межпланетным магнитным полем.

Новое исследование, проведенное доктором Кейичи Огасаварой из SwRI, показывает, что эти поглощающие ионы являются источником частиц солнечной энергии (SEP). К таким высокоэнергетическим ускоренным частицам относятся протоны, электроны и тяжелые ионы, образующиеся в результате таких событий на Солнце, как вспышки и корональные выбросы массы (КВМ). Используя данные обсерватории солнечно-земных связей НАСА, SwRI обнаружил начальные характеристики ускорения ионов гелия, поглощаемых несколькими событиями КВМ.

"Мы тщательно определили специфические свойства ионов и использовали их для отслеживания процессов передачи физической энергии", - сказал Огасавара. "Мы также рассмотрели роль, которую играют различные типы межпланетных толчков, когда быстро движущиеся возмущения солнечного ветра сталкиваются с более медленно движущейся плазмой солнечного ветра".

Понимание того, как и когда возникают СЭП, имеет решающее значение, поскольку, разгоняясь до более высоких энергий, они могут проникать в космические аппараты и скафандры, создавая радиационную опасность для астронавтов.

SwRI также изучил скорости отдельных поглощающих ионов гелия в зависимости от ориентации их локального магнитного поля и определил их характерное поведение при взаимодействии с различными типами ударных волн, связанных с CME.

"Распределение поглощаемых ионов по скоростям сильно отличается от распределения солнечного ветра", - сказал Огасавара. "На самом деле, они могут быть в два раза быстрее солнечного ветра даже в относительно спокойные времена. Из-за этого различия поглощаемые ионы более эффективно разгоняются до еще более высоких энергий, чем обычные частицы солнечного ветра."

По сравнению с SEPs, солнечный ветер представляет собой непрерывный поток плазмы с меньшей энергией, испускаемый короной, внешней атмосферой Солнца.

SwRI разработал новый метод отслеживания эволюции частиц, когда поглощающие ионы проходят через ударные волны, турбулентность и крупномасштабные магнитные структуры. Это позволяет исследователям отделять процессы, которые увеличивают или уменьшают энергию, от тех, которые поддерживают уровень энергии.

"В этом исследовании изучалось поведение частиц в широком спектре структур гелиосферы, включая магнитные структуры, межпланетные толчки и область оболочки, которая образуется перед CME", - сказал Огасавара.

Публикация взята с сайта: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/adb1b4

Хромосфера Солнца (выбросы плазмы, протуберанцы и солнечные вспышки)

По данным Института космических исследований РАН, с января по апрель 2025 года был зарегистрирован 21 день с магнитными бурями различной интенсивности.

Это в 2,5 раза превышает показатели аналогичного периода 2024 года, когда отмечалось всего 8 геомагнитных возмущений. Такие данные привел руководитель лаборатории солнечной астрономии Сергей Богачёв.

Основным фактором участившихся магнитных бурь стало появление множественных корональных дыр на Солнце — областей с пониженной температурой и плотностью плазмы.

Откройте для себя Вселенную! Присоединяйтесь к нашему сообществу в Telegram и будьте в курсе самых свежих новостей астрономии и космонавтики каждый день!

Эти образования, почти отсутствовавшие в 2024 году, создают мощные потоки солнечного ветра. Примечательно, что на фоне роста геомагнитных возмущений количество солнечных вспышек снизилось: зафиксировано всего 5 вспышек класса X против 8 в прошлом году, а активность класса М сократилась с 170 до 150 случаев.

Магнитные бури часто окружены мифами, будто они вызывают головные боли, бессонницу и даже инфаркты. Однако научные исследования не подтверждают прямого влияния геомагнитных возмущений на здоровье большинства людей. Хотя некоторые люди утверждают, что могут испытывать дискомфорт, это скорее связано с психосоматикой или совпадением, а не с непосредственным воздействием магнитного поля.

Реальная опасность магнитных бурь крайне мала и касается в основном технологических систем, таких как связь и навигация. Для здоровья человека они не представляют серьезной угрозы, если только речь не идет о космонавтах за пределами магнитосферы Земли.

Когда на Земле происходит магнитная буря из-за вспышки на Солнце, первым под солнечный удар попадает экипаж МКС. Чтобы защититься от чрезмерного излучения, космонавтам рекомендуют уходить в определённые отсеки станции, где снижается уровень радиации.

Специалисты ИКИ РАН продолжают круглосуточный мониторинг солнечной активности с помощью орбитальных обсерваторий и наземных телескопов.

Эти данные важны не только для прогнозирования возможного влияния на здоровье людей, но и для защиты космических аппаратов и энергетических систем от воздействия солнечных бурь. Особое внимание уделяется изучению природы корональных дыр и их долгосрочному влиянию на магнитосферу Земли.

Влияние на орбитальные космические аппараты

Мощные геомагнитные бури насыщают околоземное пространство потоками высокоэнергетических частиц, которые представляют серьезную угрозу для орбитальных аппаратов.

Эти частицы проникают сквозь защитные системы спутников, постепенно разрушая их электронные компоненты. Со временем это приводит к деградации солнечных панелей, сбоям в работе бортовых компьютеров и накоплению статического заряда, способного вывести из строя критически важные системы. Особенно страдают спутники на высоких орбитах, где отсутствует защитное влияние магнитосферы Земли.

Геомагнитные возмущения вызывают резкий нагрев и расширение верхних слоев атмосферы, что существенно изменяет условия работы низкоорбитальных спутников. Увеличение плотности атмосферы на больших высотах создает дополнительное аэродинамическое сопротивление, заставляя аппараты терять высоту и требовать частых коррекций орбиты.

В экстремальных случаях это может привести к неконтролируемому сходу спутников с орбиты. Кроме того, взаимодействие с разогретой атмосферой ускоряет эрозию внешних элементов конструкции, сокращая срок службы космических аппаратов.

Присоединяйся в наше сообщество в Telegram и будь в курсе самых свежих новостей астрономии и космонавтики каждый день!

Автор: Осипов Илья Александрович, лектор «Смоленского Планетария» имени Ю. А. Гагарина. (2022-2024)

Что происходит?

Солнечный цикл всё ещё находится в расцвете сил. Это сказывается на том, как много мы видим пятен: их число — около десяти — вот уже почти неделю. За период с 14 марта наибольшей областью была AR14028, достигшая размера в 240 миллионных доль полушария 15 марта.

Также она произвела десять слабых вспышек с момента своего появления на Солнце 12 марта. Самой сильной её вспышкой была С8.8.

Ещё более интересной и сложной областью в этот период была AR14019, достигшая максимума своего размера в 210 миллионных доль полушария 12 марта. 10 и 15 числа область отличилась наличием дельта-пятна, однако сильных вспышек вместе с этим не последовало. Всего за время существования с 7 марта AR14019 произвела порядка десяти небольших взрывов.

Другими активными регионами за прошедшую неделю были AR14031, AR14025, AR14030. Самой сильной активностью была вспышка M1.5 19 марта из области солнечных пятен 14031.

Кроме того, в это же время к Земле были обращены корональные дыры. Эффекты, вызванные выбросами из них, как, например, из CH1276 19 марта, привели к небольшому шторму.

Равноденствие и полярные сияния

Ближе к 20 марту участилось количество полярных сияний в разных уголках мира. Виной тому — несколько факторов, один из которых — равноденственный эффект, а также «эффект Рассела-Макферрона», который предполагает, что к периоду 20 марта (весеннее равноденствие) магнитное поле Земли всё больше трещит по швам. Это, в свою очередь, приводит к тому, что больше частиц проникают внутрь, создавая условия для авроры.

Авторы исследований, такие как Рябова Светлана (см. в конце текста), отмечают, что преимущественное значение имеет всё же эффект равноденствия.

В ближайшем будущем сияния будут, как и ранее, в высоких широтах. От 35 до 60 % — вероятность сильных магнитных бурь в этих регионах. В средних широтах магнитное поле будет активным с вероятностью около 25 %.

Прогноз и динамика

В период с 23 по 24 марта стоит ожидать поток солнечного ветра из CH1277 и последующее угнетение магнитного поля. Количество солнечных пятен уменьшается. Согласно сайту Solen, пик солнечного цикла уже прошёл, поэтому активность Солнца идёт на спад.

Вспышки класса Х не предвидятся, по крайней мере, в ближайшие дни. Однако, в период до 23 марта состояние магнитозависимых может порой ухудшаться. В целом, можно со спокойной душой вылазить из бункеров, если вы сейчас там.

Спасибо за правку @StarHunter

Источник: Рябова Светлана Александровна. Геомагнитные вариации и синхронные с ними вариации уровня подземных вод и микросейсмического фона в условиях средних широт: диссертация ... кандидата Физико-математических наук: 25.00.10 / Рябова Светлана Александровна; [Место защиты: ФГБУН Институт динамики геосфер Российской академии наук], 2018

Радиотелескоп позволит следить за потоком заряженных частиц, которые вызывают изменения в магнитосфере и ионосфере Земли и могут негативно воздействовать на работу энергосистем, систем связи и навигационные приборы. Опасное воздействие на энергетические сети вызывают индукционные токи, возникающие в линиях электропередачи из-за колебаний магнитного поля. В результате усиливается намагниченность сердечников трансформаторов и выделяется тепло, которое может расплавить изоляцию обмоток. По этой причине в 1989 году в канадской провинции Квебек произошло массовое отключение электричества, затронувшее шесть миллионов человек.

Предполагается, что мониторинг с помощью радиотелескопа позволит своевременно готовиться к опасным изменениям. Получив сигнал о выбросах солнечной энергии, генерирующие компании смогут понизить рабочее напряжение в электросетях и ограничить нагрузку, чтобы обеспечить штатную работу подстанций.

Больше новостей об энергетике читайте на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/