Надзвичайно рідкісний ураган, що вирував високо над Північним полюсом Землі у 2014 році, виявився напрочуд потужним і, можливо, навіть дивнішим, ніж науковці спочатку думали. Це явище, назване “космічним ураганом”, спровокувало інтенсивні космічні погодні ефекти, які зазвичай спостерігаються лише під час великих сонячних бур, хоча Сонце того дня було незвично спокійним.
Згідно з новим дослідженням, цей звіт пропонує перший детальний аналіз майже восьмигодинної бурі, яка вперше була зафіксована 20 серпня 2014 року. Дослідники виявили, що вона порушила сигнали GPS, збурила магнітне поле Землі та наситила верхні шари атмосфери додатковими електронами. “Наше дослідження демонструє, що космічні урагани можуть викликати значні космічні погодні ефекти, навіть під час періодів, які зазвичай вважаються надзвичайно спокійними”, — зазначили у своїй праці, опублікованій у липні в журналі “Space Weather”, провідний автор дослідження Шен Лу, науковець Інституту космічних наук Шаньдунського університету в Китаї, та його колеги.
Географічний Північний полюс — це найпівнічніша точка Землі, розташована в Північному Льодовитому океані. Він має величезне значення для кліматичних досліджень та є зоною, де лінії магнітного поля Землі сходяться, що робить його особливим для вивчення космічної погоди. Глобальна система позиціонування (GPS) — це супутникова навігаційна система, що забезпечує користувачів інформацією про місцезнаходження, швидкість та час. Її безперебійна робота важлива для транспорту, зв’язку, військових операцій та багатьох інших сфер повсякденного життя. Шаньдунський університет — один із найстаріших і найпрестижніших університетів Китаю, відомий своїми дослідженнями у різних галузях, зокрема у космічних науках.
Незрима буря в космосі
Космічний ураган 2014 року, вперше офіційно описаний у 2021 році, спочатку був виявлений супутником DMSP F17 Збройних сил США, що спостерігає за умовами космічної погоди. За кілька хвилин потому супутник Swarm B Європейського космічного агентства пролетів крізь сусідню область, зібравши визначальні дані, які підтвердили структуру та розмір бурі, згідно з новим дослідженням.
Ураган мав діаметр понад 1000 кілометрів і вирував над полярною шапкою — високоширотною зоною, де магнітне поле Землі спрямовує сонячні та космічні частинки в атмосферу. Як і його атмосферний побратим, космічний ураган мав спокійний центр, або “око”, та спіральні рукави, що чітко проглядалися в супутникових спостереженнях. Проте замість ревучого вітру та проливного дощу він викидав потоки високоенергетичних електронів у верхні шари атмосфери.
Хоча космічні урагани невидимі неозброєним оком, їх можна виявити за допомогою супутників та чутливих наземних приладів завдяки світлу спіралеподібних полярних сяйв, які вони виробляють.
Супутник DMSP F17 є частиною Програми оборонних метеорологічних супутників (Defense Meteorological Satellite Program), що експлуатується Збройними силами США для моніторингу погодних умов, зокрема і космічної погоди. Swarm B — це один із трьох супутників місії Swarm Європейського космічного агентства (ESA), призначених для вивчення магнітного поля Землі та його змін. ESA — це міжнародна організація, створена для дослідження космосу, що об’єднує зусилля європейських країн у космічній діяльності. Полярні сяйва (також відомі як Аврори) — це природне світлове шоу у верхніх шарах атмосфери Землі, що виникає внаслідок взаємодії сонячного вітру з магнітним полем планети. Найчастіше спостерігаються в полярних регіонах і є візуальним проявом космічної погоди.
У цьому випадку дані з численних космічних апаратів та геомагнітних станцій у Ґренландії та Канадській Арктиці показали перебої з сигналами GPS, коливання магнітного поля та підвищену щільність електронів — усе це може заважати супутниковій навігації, зв’язку та радіопередачі, як пояснили науковці у дослідженні.
Велика кількість вимірювань дозволила дослідникам відтворити бурю з безпрецедентною деталізацією, що було неможливим у попередні десятиліття. Ще з кінця 1960-х років дослідники підозрювали існування космічних ураганів, але досі їм бракувало інструментів для підтвердження цих бур.
“У ті часи, хоча в космосі було багато космічних апаратів, вони не мали такого роду інструментів, які були б потрібні, щоб дійсно зрозуміти, що відбувається”, — розповів Eos Джон Фостер, науковий співробітник обсерваторії Гайстек Массачусетського технологічного інституту, який пригадує, як бачив схоже явище понад 50 років тому. “Те, що робить цю подію справді особливою, — це широкий спектр інструментів, доступних у космосі, для вивчення характеристик цього феномену”.
Ґренландія — найбільший у світі острів, територія Данії, розташований у Північній Атлантиці та Північному Льодовитому океані. Її полярне розташування робить її важливою для вимірювань космічної погоди. Канадська Арктика — це широкий регіон на півночі Канади, що охоплює значну частину Північного Льодовитого океану, також є важливою зоною для моніторингу полярних явищ. Джон Фостер — видатний науковець, відомий своїми дослідженнями в галузі космічної фізики та вивченням взаємодії Сонця із Землею. Обсерваторія Гайстек Массачусетського технологічного інституту (MIT Haystack Observatory) — дослідницький центр, що належить Массачусетському технологічному інституту (MIT), який спеціалізується на радіоастрономії та дослідженні космічної погоди.
Спочатку космічний ураган 2014 року розглядався як рідкісна аномалія, але згодом він проклав шлях до подальших відкриттів. Недавні подальші дослідження виявили, що ці бурі не тільки є частішими, ніж вважалося раніше, але й виникають в обох півкулях — зазвичай протягом літніх місяців, можливо, до 10 разів на рік.
Незважаючи на потенційні перебої для супутників та космічного сміття на орбіті, космічні урагани не становлять загрози для життя на Землі.
