Модель конуса CME. На панели (а) показан конус в радиальном направлении с угловой шириной φ = 28◦, а на панели (б) — тот же конус, но наклоненный от радиального направления на угол β = 25,52◦. Точка C — область источника на солнечной сфере, P — верхняя точка центральной оси конуса, O — центр Солнца, F — ортогональная проекция точки P на солнечную сферу. Фото: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2311.13942.
Команда ученых представила новый метод ранней оценки направления коронального выброса массы (CME) в трехмерном пространстве. Инновационная технология, получившая название DIRECD — «Затемнение предполагаемой оценки направления CME», — предоставит важные данные для смягчения потенциального неблагоприятного воздействия на различные отрасли и технологические системы как в космосе, так и на Земле.
Результаты исследования, проведенного международной командой, будут опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysicals. Между тем, исследовательская работа уже доступна в репозитории препринтов arXiv.
Корональные выбросы массы представляют собой гигантские магнитные плазменные пузыри, выбрасываемые Солнцем в окружающее пространство со скоростью от нескольких сотен до нескольких тысяч километров в секунду. Если пузырь заряженных частиц будет направлен в сторону Земли, то при попадании в магнитосферу Земли он может вызвать геомагнитные бури и полярные сияния, что может привести к серьезным проблемам в работе космических и наземных технологических систем и создать радиационную опасность для космонавтов.
К сожалению, раннее обнаружение коронального выброса массы в настоящее время весьма затруднительно, поскольку, как правило, он становится видимым только на развитой стадии, когда появляется в поле зрения специальных инструментов, называемых коронографами, которые создают искусственное солнечное затмение путем закрытия солнечный диск на несколько его радиусов. При решении этой проблемы, чтобы оценить направление распространения коронального выброса массы в трехмерном пространстве на ранней стадии, метод DIRECD использует косвенные следы корональных выбросов массы на Солнце — корональные затемнения, которые представляют собой темные области на изображениях в крайнем ультрафиолете.
Затемнения вызваны расширением и выбросом вещества из солнечной короны во время КВМ. Текущее исследование и метод DIRECD стали результатом более ранней работы, в которой команда показала связь между затемнением и морфологией CME, демонстрируя большой потенциал коронального затемнения для обнаружения и анализа CME на ранней стадии их эволюции.
Шантану Джайн, доктор философии Сколтеха. Студент и ведущий автор исследования выразил энтузиазм по поводу возможностей метода, заявив: «Наш метод может обеспечить раннее понимание направления распространения КВМ еще до того, как его заметят коронографы на борту спутников. Удивительно, что мы можем точно оценить трехмерные параметры КВМ, такие как трехмерное направление, с помощью только двухмерной информации о затемнении, извлеченной из изображений Солнца на очень ранней стадии солнечного извержения».
«Этот метод будет особенно полезен для событий, направленных на Землю, для решения проблем, связанных с их оценкой по коронографам, расположенным на линии Солнце-Земля, поскольку они в основном наблюдают расширение, а не распространение КВМ. Прямо сейчас мы приближаемся к максимуму из 11-ти. летнего солнечного цикла, и мы должны ожидать увидеть больше солнечных пятен, солнечных вспышек и корональных выбросов массы от Солнца», — добавила доцент Сколтеха Татьяна Подладчикова, соавтор исследования.
Это новаторское исследование открывает новые возможности для развития возможностей прогнозирования космической погоды, предлагая потенциальные выгоды отраслям, зависящим от спутниковой связи, авиакомпаний, электросетей, связи, транспорта, трубопроводов и служб экстренной помощи. Поскольку солнечная активность продолжает играть решающую роль в наших взаимосвязанных технологических системах, метод DIRECD предоставляет важный инструмент для повышения нашей способности прогнозировать и смягчать последствия солнечных бурь.
Исследование проводилось в сотрудничестве с исследователями из NorthWest Research Associates, Университета Граца и его обсерватории Канзельхёэ.
Информация от: Сколковским институтом науки и технологий.
