STEREO научился предсказывать анатомию солнечных бурь

25 октября 2006 года в космос были запущены два почти идентичных космических аппарата, которые, будучи разведёнными по орбите, обеспечили человечество трёхмерным видением ближайшего космического пространства (иллюстрация NASA).

Уникальную возможность прогнозировать космическую погоду получили астрофизики, им впервые удалось построить работающие модели солнечных бурь. Ранее изучать их можно было лишь по снимкам Солнца с Земли или тогда, когда корональные выбросы достигали нашей планеты. Теперь же учёные взглянули на Солнце в 3D и научились «ловить» потоки, когда они только стартуют, а заодно с высокой точностью предсказывать возможные последствия для землян.

Корональные выбросы (coronal mass ejection или CME) крайне негативно влияют на работу всех электронных устройств нашей планеты. Они вредны для спутников, нарушают работу электросетей и сотовой связи, опасны для здоровья космонавтов, создают радиопомехи и мешают пилотам самолётов. Именно по этой причине исходящую от Солнца опасность необходимо предсказывать. Но для этого сначала нужно изучить все особенности формирования и распространения выбросов заряженных частиц из солнечной короны.

Такая задача была поставлена перед учёными из NASA, лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory) и космического центра Годдарда (Goddard Space Flight Center). Они создали и отправили в космос два аппарата «Обсерватории солнечно-земных взаимодействий» или STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory).

Так в представлении художника выглядит работа обсерватории A (одного из аппаратов STEREO), которая запечатлела выброс из солнечной короны между 12 и 13 декабря 2008 года (иллюстрация Walt Feimer/NASA’s Goddard Spaceflight Center).

Основной миссией STEREO является трёхмерная съёмка корональных выбросов нашей звезды. Отчасти аппараты её уже выполнили, рассказав астрономам об одной из причин выброса раскалённой плазмы с поверхности Солнца.

Единичные наблюдения отдельных событий (а таковых было порядка сорока), произошедших за последние годы, не прошли даром. За несколько лет астрофизики научились строить трёхмерные модели происходящих явлений.

«До того как мы начали эту уникальную миссию, нам приходилось ждать от трёх до семи дней для того, чтобы провести необходимые измерения и сделать соответствующие выводы», — рассказывает в пресс-релизе ведущий специалист Анджелос Вурлидас (Angelos Vourlidas) из исследовательской лаборатории ВМФ США (Naval Research Laboratory).

Здесь для сравнения показан вид солнечных выбросов, наблюдаемых телескопом COR2 на двух аппаратах STEREO (фото NASA).

Кроме того, земная аппаратура не могла рассмотреть процесс изнутри, рассказать о том, когда и в каком виде выброс достигнет Земли.

Теперь же учёные могут предсказывать солнечные бури почти с такой же точностью, как метеорологи – ураганы. В своей статье, опубликованной в журнале Solar Physics, авторы говорят о раннем предупреждении грозящей опасности (как минимум за 24 часа) с точностью от двух до четырёх часов.

«Этого времени будет достаточно для того, чтобы отключить аппаратуру спутников и для того, чтобы астронавты успели перейти в защищённый отсек станции, пока не минует опасность», — говорит доктор Крис Дэвис (Chris Davis) из Эпплтонской лаборатории Резерфорда (Rutherford Appleton Laboratory), одного из партнёров миссии.

Для создания прогнозов специалисты используют фотографии, полученные с помощью двух аппаратов STEREO (мы уже описывали их принцип работы), а также данные их измерительной аппаратуры (скорость, направление движения в межпланетном пространстве и форма облака заряженных частиц).

Затем составляется прогноз влияния выброса коронального вещества на магнитосферу и верхнюю атмосферу Земли, в которых, как известно, вполне могут образоваться протечки.

Кто-то из учёных сравнил распространяющееся облако заряженных частиц с круассаном, который становится всё больше и больше. Справа показано, как двусторонняя съёмка позволяет построить трёхмерную картину происходящего (иллюстрация NASA).

Комбинация показаний сразу двух аппаратов (один путешествует по орбите перед Землёй, второй следует за нашей планетой) позволяет астрофизикам взглянуть на внутреннее строение корональных выбросов в трёхмерном пространстве, изучить их формирование, а значит предсказывать поведение космической погоды.

«Теперь мы имеем такую возможность и готовы к следующему максимуму солнечной активности», — сказал в прошедшей на днях телеконференции Вурлидас.

Отметим, что STEREO прославился не только своими наблюдениями за Солнцем. Среди прочих достижений спутников-близнецов числятся также видео, иллюстрирующее, как солнечная буря отрывает комете хвост, и уникальная съёмка внешней оболочки Солнечной системы.

Исследованием выбросов вещества из короны Солнца функции STEREO не ограничатся и в будущем. Так в сентябре-октябре 2009 года аппараты должны будут выйти в четвёртую и пятую точки Лагранжа (Lagrangian point) в системе Солнце-Земля. Там им, возможно, удастся обнаружить останки гипотетической протопланеты Тейя (Theia), которая когда-то могла столкнуться с Землёй и привести к формированию Луны (о подробностях самой популярной теории появления нашего естественного спутника читайте в нашем материале).

Распространение коронального выброса, отснятое в течение нескольких дней с помощью различных камер (фото NASA).

В общей сложности «стереоскопическое зрение» Земле будет обеспечено примерно на два года, именно столько времени NASA выделило на данную научную миссию. Что будет дальше пока не ясно, между тем, подобная система оповещения о солнечных «цунами» очень пригодилась бы землянам в будущем.



Найдена ещё одна граница космоса

10 апреля 2009

Соискатели X PRIZE впервые посадят цветы на Луне

6 апреля 2009

Космическая рука зажгла газовое облако

6 апреля 2009

Америка продаёт свою долю в МКС Китаю

1 апреля 2009

Взрыв астероида породил сотни поводов для размышлений

27 марта 2009