Исследование, проведённое в соавторстве с Ланкастерским университетом и опубликованное в журнале Nature, предполагает, что потенциальные последствия экстремальной космической погоды для Земли могут быть более значительными, чем считалось ранее. Космическая погода, вызванная колебаниями электрических полей в магнитном поле Земли и верхних слоях атмосферы, может нарушить работу технологических устройств на Земле и вокруг неё. Экстремальные геомагнитные бури – временные возмущения в плазме и магнитном поле вокруг Земли – относятся к числу менее частых, но более серьёзных форм космической погоды, способных нарушить глобальную спутниковую связь, вызвать масштабные перебои в подаче электроэнергии и увеличить радиационное облучение астронавтов и пилотов.

На протяжении десятилетий учёные полагали, что существует верхний предел того, как верхние слои атмосферы Земли реагируют на силу солнечного ветра, и широко распространено мнение, что электрические токи снижаются после определенной точки. Новое исследование предполагает, что этот кажущийся предел является иллюзией, вызванной неопределённостью в измерениях силы солнечного ветра, а это означает, что солнечные бури могут иметь гораздо худшие технологические последствия, чем считалось ранее.

Исследование «Регрессия к среднему значению может объяснить интенсивность геомагнитных бурь» было проведено в Центре космических полётов имени Годдарда НАСА в соавторстве со школой физики и астрономии Ланкастера.

Солнечный ветер – это непрерывный поток раскалённых газов, исходящих от Солнца, который может усиливаться во время солнечных вспышек. Большинство измерений солнечного ветра во время экстремальных явлений проводится космическими аппаратами в точке Лагранжа L1, которая находится примерно на 1,6 миллиона километров ближе к Солнцу, чем Земля. Это означает, что солнечный ветер, который достигает Земли, вероятно, слабее из-за эффекта регрессии к среднему. По словам исследователей, из-за этого при усреднении данных по множеству событий создаётся впечатление, что сильные солнечные ветры не приводят к возникновению столь же сильных токов.

Используя более миллиона измерений солнечного ветра, проведённых космическими аппаратами НАСА на околоземной орбите, команда обнаружила прямую зависимость между силой солнечного ветра и потоками в верхних слоях атмосферы. Это говорит о том, что реакция Земли на солнечный ветер усиливается с его большей интенсивностью, а не ослабевает, что, соответственно, увеличивает потенциальное воздействие на технологии. По мнению исследователей, магнитное поле Земли обычно защищает нас от воздействия космической погоды, которое часто проявляется лишь в виде незначительных сбоев в работе оборудования или полярных сияний, хотя в экстремальных случаях спутники могут сходить с орбиты, а связь и сигналы GPS могут прерываться. Если реакция нашей планеты на солнечный ветер не имеет верхнего предела, то при моделировании экстремальных случаев это необходимо учитывать, и мы должны быть готовы к более существенным последствиям космической погоды. Однако такие экстремальные случаи редки, но это также означает, что у учёных мало данных для работы, и только время покажет, что произойдёт в случае события, которое случается на Солнце раз в тысячу лет.