Поверхня Сонця випромінює енергією і часто викидає на Землю маси сильно намагніченої плазми. Іноді ці викиди бувають досить сильними, щоб прорватися через магнітосферу – природний магнітний екран, який захищає Землю, – завдавши шкоди супутникам або електричним мережам. Така космічна погода може мати катастрофічні наслідки.
Астрономи століттями вивчали активність Сонця, сьогодні комп’ютери займають центральне місце в пошуках розуміння поведінки сонця і його ролі в явищах космічної погоди. Двопартійний закон про ПРОСВІФТ (Сприяння дослідженням і спостереженням космічної погоди для поліпшення прогнозування завтрашнього дня), прийнятий в жовтні 2020 року, офіційно закріплює необхідність розробки досконаліших інструментів прогнозування космічної погоди.
Багатьом космічна погода може здатися віддаленою проблемою, але ми можемо не усвідомлювати її небезпеки, поки не стане занадто пізно. «Ми не думаємо про це, але на електрику, зв’язок, GPS і повсякденні гаджети можуть впливати екстремальні ефекти космічної погоди», – кажуть дослідники. Крім того, США планують місії на інші планети і на Місяць. Все це потребує дуже точних прогнозів космічної погоди – для проектування космічних кораблів і для попередження космонавтів про екстремальні явища.
Турбулентність грає ключову роль в динаміці сонячного вітру і корональних викидів маси. У цього складного явища багато граней, включаючи роль взаємодії ударної хвилі з турбулентністю і прискорення іонів. Сонячна плазма не перебуває у тепловій рівновазі. У статті для Astrophysical Journal дослідники описали роль зворотних захоплюючих іонів в прискоренні заряджених часток у Всесвіті. Зворотні іони міжзоряного або місцевого походження уловлюються намагніченою плазмою сонячного вітру і рухаються радіально назовні від Сонця.
Деякі нетеплові частки можуть бути додатково прискорені для створення часток сонячної енергії, які особливо важливі для умов космічної погоди на Землі і для людей в космосі. Вчені провели моделювання, щоб краще зрозуміти це явище і порівняти його з спостереженнями космічних апаратів Вояджер 1 і 2, які досліджували зовнішні кордони геліосфери і тепер надають унікальні дані з місцевої міжзоряного середовища.
Одним з основних напрямків передбачення космічної погоди є правильне прогнозування появи корональних викидів маси – викид плазми і супутнього магнітного поля з сонячної корони – і визначення напрямку магнітного поля, яке воно несе з собою. У цьому допомагає дослідження зворотного потоку іонів, а також робота, опублікована в Astrophysical Journal в 2020 році, в якій використовувалася магнітогідродинамічна модель на основі магнітного джгута для прогнозування часу прибуття на Землю і конфігурації магнітного поля коронального викиду маси.
Теж цікаво: Зонд NASA Solar Orbiter вперше записав відео гігантського викиду плазми з поверхні Сонця
Сонячний зонд Parker має інструмент – SWEAP – для вивчення сонячного вітру, електронів, протонів і альфа. З кожної орбітою зонд наближається до Сонця, надаючи нову інформацію з інструмента про характеристики сонячного вітру. Незабаром він вийде за межі критичної сфери, де сонячний вітер стане надшвидким і магнітозвуковим, і у нас буде інформація про фізику його прискорення і перенесення.
У міру появи зонда і інших нових інструментів спостережень вчені чекають появи великої кількості нових даних, які можуть надати інформацію та стимулювати розробку нових моделей для прогнозування космічної погоди.
Читайте також: