Преди една година представители на НАСА и около 30 други правителствени агенции на САЩ се събраха на специална среща, за да симулират и да се справят със заплаха, надвиснала от космоса. Заплахата не беше астероид или извънземни, а нашето собствено животворящо слънце.
Първото учение „Космически метеорологичен анализ“ трябваше да бъде тренировъчно събитие, където експертите да работят върху последиците в реално време от геомагнитна буря – глобално разрушаване на магнитното поле на Земята.
Породени от слънчеви изригвания, геомагнитните бури могат да унищожат спътници, да претоварят електрическите мрежи и да изложат астронавтите на опасна радиация. Минимизирането на въздействието на такива бури изисква тясна координация.
Въпросната среща беше шанс учените да се упражнят. След това симулацията им се превърна в реалност.
„Планът беше да се премине през хипотетичен сценарий, като се открие къде съществуващите ни процеси работят добре и къде се нуждаят от подобрение“, каза Джейми Фейвърс, директор на програмата за космическо време на НАСА в централата на НАСА във Вашингтон. „Но след това нашият хипотетичен сценарий беше прекъснат от съвсем реален“.
На 10 май 2024 г. Земята бе ударена от първата G5 или „тежка“ геомагнитна буря от над две десетилетия насам. Събитието, наречено „Бурята Ганън“ (в памет на водещия физик в областта на космическото време Дженифър Ганън), не причини никакви катастрофални щети.
Но година по-късно някои важни изводи от Бурята Ганън ни помагат да разберем и да се подготвим за бъдещи геомагнитни бури.
Последици от бурята
Бурята Ганън имаше последици върху и извън нашата планета. На земята някои високоволтови линии се претовариха, трансформатори прегряха, а трактори с GPS-управление се отклониха от курса си. Последното смути земеделските процеси.
„Не всички ферми бяха засегнати, но тези, които бяха, загубиха средно около 17 000 долара на ферма“, каза Тери Грифин, професор по аграрна икономика в Държавния университет на Канзас. „Не е катастрофално, но ще е щета“.
Във въздуха заплахата от по-високо радиационно облъчване, както и проблемите с комуникацията и навигацията, принудиха трансатлантическите полети да променят курсовете си. По време на бурята горният атмосферен слой на Земята, наречен термосфера, се нагря до необичайно високи температури. На 160 км надморска височина температурата обикновено достига 650 градуса по Целзий, но по време на бурята тя надмина 1150 градуса.
Мисията GOLD (Global-scale Observations of the Limb and Disk) на НАСА наблюдава разширяването на атмосферата от топлината, създавайки силен вятър, който издига тежки азотни частици по-високо. В орбита разширената атмосфера увеличи съпротивлението върху хиляди спътници.
ICESat-2 на НАСА загуби височина и влезе в авариен режим, докато CubeSat се деорбитира преждевременно пет месеца след бурята. Други сателити като тези от мисията Sentinel на Европейската космическа агенция се нуждаеха от повече мощност, за да поддържат орбитите си и да извършват маневри, за да избегнат сблъсъци с космически отломки.
Бурята драстично промени структурата на друг атмосферен слой, наречен йоносфера. Плътната зона от йоносферата, която обикновено покрива екватора през нощта, се спусна към Южния полюс във формата на отметка, причинявайки временна празнина близо до екватора.
Бурята Ганън разтърси и магнитосферата на Земята – магнитния „балон“, обграждащ планетата. Данните от мисиите на НАСА MMS и THEMIS-ARTEMIS показаха гигантски, извиващи се вълни от частици и навити магнитни полета по ръба на короналните масови изригвания (CME).
Тези вълни бяха с идеален размер, за да изхвърлят периодично допълнителна магнитна енергия и маса в магнитосферата при удар, създавайки най-големия електрически ток, наблюдаван в магнитосферата от 20 години насам. Входящата енергия и частици от слънцето създадоха и два нови временни пояса от енергийни частици в магнитосферата.
Необичайни полярни сияния
Бурята също така „запали“ полярни сияния по целия свят, включително места, където тези небесни светлинни спектакли са рядкост. Проектът Aurorasaurus на НАСА беше залят с над 6000 доклада от наблюдатели от над 55 държави и всички седем континента.
Фотографите помогнаха на учените да разберат защо полярните сияния, наблюдавани в цяла Япония, са по-скоро розови, а не типично червени. Изследователите проучиха стотици снимки и откриха, че полярните сияния са изненадващо високи – на около 800 км над земята (доста по-високо, отколкото обикновено се появяват червените полярни сияния).
В статия, публикувана в списание Scientific Reports, изследователският екип казва, че особеният цвят вероятно е резултат от смесица от червени и сини полярни сияния, произведени от молекули кислород и азот, издигнати по-високо от обикновено, докато Бурята Ганън нагряваше и разширяваше горните слоеве на атмосферата.
„Обикновено са необходими някои специални обстоятелства, каквито видяхме миналия май“, каза съавторът Джош Петит от Центъра за космически полети „Годард“ на НАСА за пурпурните полярни сияния в Япония. „Наистина уникално събитие“.
Неземни ефекти
Въздействията от засилената слънчева активност на слънцето не свършват на земята. Слънчево активният регион, който предизвика Бурята Ганън, в крайна сметка се завъртя и пренасочи изблиците си към Марс.
Докато енергийни частици от слънцето достигаха марсианската „атмосфера“, орбиталният апарат MAVEN на НАСА наблюдаваше как полярните сияния обгръщат Червената планета от 14 до 20 май. Слънчевите частици претовариха звездната камера на орбиталния апарат Mars Odyssey 2001 на НАСА (който използва звезди за ориентиране на космическия кораб), което доведе до изключване на камерата за почти час.
На повърхността на Марс изображенията от навигационните камери на марсохода Curiosity на НАСА бяха осеяни със „сняг“ – ивици и петънца, причинени от заредените частици.
Междувременно детекторът за оценка на радиацията на Curiosity регистрира най-големия скок на радиация, откакто марсоходът кацна през 2012 г. Ако астронавтите бяха там, те щяха да получат радиационна доза от 8100 микрогрея – еквивалентна на 30 рентгенови снимки на гръдния кош.
Да очакваме още
Бурята Ганън е навярно най-добре документираната геомагнитна буря в историята. Година по-късно учените едва започват да „разплитат“ нейната история.
Данните, събрани по време на това историческо събитие, ще бъдат анализирани в продължение на години, разкривайки нови уроци за природата на геомагнитните бури и как най-добре да се справим с тях.
