Что, если на Землю обрушится идеальная солнечная буря?

Вы слышали об «идеальном шторме». Но как насчет идеального солнечный буря?

Новое исследование только что опубликовано в исследовательском журнале Космическая погода рассматривает, что может случиться если на Землю столкнется наихудший выброс корональной массы (CME). И вам может понадобиться резервный генератор.

Что такое идеальная солнечная буря?

В 2014 году Брюс Цурутани (JPL) и Гурбакс Лакхина (Индийский институт геомагнетизма)

Он будет быстрым, оставив солнце на скорости около 3000 км / с и нацелен прямо на Землю. Более того, он будет следовать за другим CME, который расчистит путь перед ним, позволяя грозовому облаку ударить Землю с максимальной силой.

Все это не фантастика. Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO) наблюдала выбросы CME от Солнца со скоростью до 3000 км / с. И есть много задокументированных случаев, когда одна CME расчищала путь для другой. Идеальные CME реальны.

Используя простые вычисления, Цурутани и Лакхина показали, что Идеальный КВМ достигнет Земли всего за 12 часов, что дает службам по чрезвычайным ситуациям мало времени на подготовку и врежется в нашу магнитосферу со скоростью, в 45 раз превышающей местную скорость звука.

В ответ на такое потрясение может возникнуть геомагнитная буря, возможно, вдвое более сильная, чем событие Кэррингтона 1859 года. Электросети, GPS и другие высокотехнологичные услуги могут столкнуться с отключениями.

Плохо звучит? Ну могло быть и хуже

В 2020 году группа исследователей во главе с физиком Дэном Веллингом из Техасского университета в Арлингтоне по-новому взглянула на Perfect CME Цурутани и Лакхины. За прошедшие 6 лет моделирование космической погоды проделало большой путь, поэтому они смогли сделать новые выводы.

«Мы использовали связанную магнитогидродинамическую (МГД) компьютерную модель тока и ионосферы,— говорит Веллинг. «Результаты MHD содержат гораздо больше сложности и, надеюсь, лучше отражают реальную систему.”

Команда обнаружила, что геомагнитные возмущения в ответ на Perfect CME могут быть в 10 раз сильнее, чем рассчитали Цурутани и Лакхина., особенно на широтах выше 45-50 градусов.

«[Our results] превышают значения, наблюдавшиеся во время многих прошлых экстремальных явлений, включая шторм в марте 1989 г., обрушивший энергосистему Hydro-Quebec в восточной части Канады; железнодорожный шторм в мае 1921 года; и само мероприятие Carrington Event,— говорит Веллинг.

Ключевым результатом нового исследования является то, как CME будет искажать и сжимать магнитосферу Земли. Удар толкает магнитопаузу вниз, пока она не окажется всего на 2 земных радиуса над поверхностью нашей планеты.

Спутники на околоземной орбите внезапно окажутся под градом энергичных заряженных частиц, потенциально закорачивающих чувствительную электронику. «Суперфонтан» ионов кислорода, поднимающийся из верхней части атмосферы Земли, может буквально утаскивать спутники вниз, ускоряя их гибель.

В таблице ниже сравнивается их моделирование удара Perfect CME (выделено желтым) с прошлыми экстремальными событиями. Необязательно понимать все цифры, чтобы понять суть. Удар Perfect CME затмил бы многие предыдущие штормы.

Но идеальные CME редко

Ангелос Вурлидас из Университета Джона Хопкинса изучал статистику CME. Он отмечает, что SOHO зафиксировал только два CME со скоростями более 3000 км / с с начала работы в 1996 году.

«Это означает, что мы ожидаем, что примерно один КВМ выбрасывается со скоростью выше 3000 км / с за солнечный цикл,» он говорит. Однако скорость — не единственный фактор. Чтобы быть «идеальным», CME со скоростью 3000 км / с должен следовать за другим CME, расчищая свой путь, и и то и другое CME должны быть нацелены непосредственно на Землю.

Все это сводится к тому, что происходит не каждый день. Но однажды это будем случиться. Дальнейшее изучение и подготовка к такой экстремальной активности важны для смягчения последствий катастроф, связанных с космической погодой.