Геомагнитный шторм мая 2024 года резко истощил радиационный пояс Земли

В мае 2024 года произошёл геомагнитный шторм, который стал самым интенсивным со времён так называемых «Хеллоуинских бурь» 2003 года. Явление создало видимые полярные сияния во многих частях мира, включая Новую Зеландию, но также нарушило работу инфраструктуры — в частности, GPS-сигналы, используемые сельскохозяйственной техникой.

Что произошло с радиационным поясом

Спутниковые наблюдения выявили, что во время шторма внешний радиационный пояс Ван Аллена Земли подвергся внезапной и резкой потере высокоэнергетических электронов. Радиационные пояса Ван Аллена — это кольцеобразные структуры, окружающие планету и содержащие энергичные электроны и протоны, в основном из солнечного ветра, удерживаемые магнитосферой Земли.

Механизм потери электронов

Исследователи, возглавляемые Синчжи Люй, провели первый комплексный анализ быстрого транспорта электронов во время шторма. Их работа опубликована в журнале AGU Advances. Учёные использовали данные спутника Arase японского космического агентства JAXA и модель Versatile Electron Radiation Belt (VERB) для воспроизведения динамики радиационного пояса.

Анализ выявил два основных процесса, ответственных за потерю электронов: магнитопаузное затенение, которое транспортировало электроны наружу и выпускало их в космос, и локальное волновое рассеяние, которое перемещало электроны внутрь, в верхнюю атмосферу Земли. Относительное преобладание каждого процесса различалось в разных регионах магнитного поля.

Критическое совпадение во времени

Ключевое открытие заключалось в том, что для точного воспроизведения экстремальной потери электронов в реальных условиях внезапный начало наружного транспорта электронов, связанный с магнитопаузным затенением, должен был произойти почти одновременно с мощным сжатием магнитосферы Земли во время шторма. За этим сжатием последовало локальное волновое рассеяние.

Улучшение прогнозов космической погоды

Стандартные модели транспорта электронов, обычно используемые в прогнозировании космической погоды, не способны точно отразить тесно связанный временной ход динамики суперштормов и процессов транспорта электронов, выявленных в этом исследовании. Новые результаты могут помочь направить развитие более совершенных моделей, что может привести к более точному прогнозированию суперштормов и оценке рисков для спутников и земной инфраструктуры.

Это данные исследования, а не медицинский совет.