Системы прогнозирования космической погоды могут упускать опасные элементы солнечных бурь. К такому выводу пришла международная группа исследователей, которая воссоздала структуру коронального выброса массы с помощью данных сразу 17 космических аппаратов, расположенных в разных частях внутренней Солнечной системы.
Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances. Объектом исследования стал корональный выброс массы, произошедший в декабре 2024 года. Такие явления сопровождаются выбросом в межпланетное пространство огромных объемов плазмы вместе с магнитным полем Солнца. Попадание такого потока на Землю способно вызвать геомагнитные бури, повлиять на работу спутников, радиосвязь и энергетические системы.
Однако на этот раз самым интересным оказалась не мощность выброса, а его форма.
Одна солнечная буря оказалась фактически двумя потоками
По наблюдениям, проведенным вблизи Земли, корональный выброс мог выглядеть относительно обычным. Когда учёные объединили данные с аппаратов, наблюдавших за Солнцем под разными углами, выяснилось, что структура была сильно асимметричной.
Выброс состоял как минимум из двух крупных компонентов, которые двигались в разных направлениях и с разной скоростью. Один из них был больше и медленнее, а другой — меньше, но значительно быстрее.
Самое главное, что быстрая часть двигалась в направлении Земли, хотя с точки наблюдения вблизи нашей планеты она фактически скрывалась за большей частью выброса. Увидеть её удалось благодаря спутнику NASA STEREO-A, который наблюдал за событием сбоку.
Согласно реконструкции исследователей, более быстрая составляющая изначально двигалась со скоростью примерно 840 км/с. Более медленная часть имела скорость около 534 км/с, а впоследствии вблизи STEREO-A замедлилась примерно до 400 км/с. Оба потока постепенно теряли скорость при взаимодействии с солнечным ветром.
Раскрыть скрытую часть помог аппарат, летящий к Юпитеру
Важную роль в исследовании неожиданно сыграла миссия NASA «Europa Clipper». Аппарат направляется к спутнику Юпитера — Европе, но во время полёта между Землёй и Марсом его прибор PIMS зафиксировал необычный солнечный ветер.
Плазма оказалась более горячей и менее плотной, чем ожидалось. Впоследствии исследователи установили, что «Europa Clipper» фактически прошел через след того самого сложного коронального выброса.
В нужный момент расположение космических аппаратов оказалось чрезвычайно удачным. Исследователи получили данные от 17 аппаратов — это рекордное количество для детального изучения одной CME. Ранее подобные реконструкции проводились максимум по данным примерно десяти точек наблюдения.
Ещё более интересно, что аппарат Solar Orbiter, находившийся относительно близко к линии Солнце — Земля, вообще не зафиксировал эту часть выброса. Даже отсутствие сигнала помогло исследователям более точно определить границы структуры.
Прогнозы солнечных бурь придется совершенствовать
Это открытие выявляет важную проблему современной космической метеорологии. Наблюдая за Солнцем преимущественно с Земли, ученые получают фактически двумерное представление о сложной трехмерной структуре.
Если CME имеет неправильную форму, одна его часть может полностью скрывать другую. В результате потенциально опасный поток плазмы может двигаться в сторону Земли или космического корабля, оставаясь незаметным для стандартных систем наблюдения.
Это станет особенно важным в ходе будущих пилотируемых полётов на Луну и Марс. За пределами магнитосферы Земли астронавты значительно хуже защищены от солнечной радиации, а своевременное предупреждение о подобном выбросе может оказаться критически важным.
Поэтому авторы исследования предлагают более активно использовать не только специализированные солнечные обсерватории, но и данные планетных миссий, находящихся в разных точках Солнечной системы. Фактически они могут сформировать распределенную сеть наблюдения, которая позволит наблюдать солнечные бури с нескольких направлений одновременно.
