Учёные Сколковского института науки и технологий совместно с коллегами из NorthWest Research Associates, Грацского университета и Обсерватории Канцельхоэ разработали инновационный метод DIRECD (Dimming InfeRred Estimate of CME Direction). Он позволяет выполнить раннюю оценку направления, по которому распространяется корональный выброс массы в трехмерном пространстве. По мнению ученых, эти данные важны для снижения негативного воздействия солнечных явлений на многие сферы промышленности и технологические системы в космосе и на Земле.
Корональные выбросы массы — гигантские магнитные пузыри плазмы, которые вырываются с поверхности Солнца в окружающее пространство со скоростью от нескольких сотен до нескольких тысяч километров в секунду. Если такой пузырь заряженных частиц устремится в сторону Земли, то при прохождении через ее магнитосферу он может вызывать геомагнитные бури и полярные сияния. Это может приводить к сбоям в работе технологических систем в космосе и на Земле, а также создавать радиационную опасность для космонавтов.
Пока обнаружить корональный выброс массы на раннем этапе развития крайне сложно. Его можно обнаружить лишь на развитой стадии, когда он появляется в поле зрения специальных коронографов, создающих эффект искусственного солнечного затмения, но при этом скрывающих солнечный диск на несколько его радиусов.
Чтобы как можно раньше оценить направление движения выброса в трехмерном пространстве, метод DIRECD использует следы выброса прямо на Солнце — корональные димминги. Это темные пятна на изображениях солнечной короны в экстремальном ультрафиолете. Появление диммингов отражает потерю вещества в короне во время выброса плазмы.
«Наш метод позволяет уже на ранней стадии развития коронального выброса массы оценить направление его распространения, причем еще до того, как он будет обнаружен бортовыми коронографами. Особенно важен тот факт, что, имея лишь двумерные данные о димминге, полученные из изображений Солнца на самой ранней стадии выброса, мы можем точно оценить его трёхмерные параметры, в частности направление его движения в трехмерном пространстве», — рассказал первый автор исследования, аспирант Сколтеха Шантану Джаин.
Метод особенно полезен для исследования выбросов, направленных в сторону Земли.
«В этих случаях метод позволит решить задачи, связанные с трудностями оценки параметров выбросов по данным коронографов, расположенных на линии Солнце-Земля, поскольку эти приборы наблюдают главным образом расширение коронального выброса массы, а не направление его движения. Сейчас мы приближаемся к пику 11-летнего солнечного цикла, когда значительно возрастает солнечная активность, а значит, увеличивается количество солнечных пятен, вспышек и корональных выбросов массы. И какие бы ни бушевали бури, мы желаем вам хорошей космической погоды», — объяснила соавтор исследования, директор Центра системного проектирования Сколтеха, доцент Татьяна Подладчикова.
Исследование открывает новые перспективы для развития методов и технологий прогнозирования космической погоды. Ученые уверены, что метод DIRECD позволяет значительно расширить возможности прогнозирования солнечных бурь и уменьшения их последствий.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты будут опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. С препринтом статьи можно ознакомиться на сайте Arxiv.org.
