Солнце выбрасывает в космос мощные “ударные волны”, которые, достигнув Земли, вызывают два эффекта. С одной стороны, они порождают потрясающие по своей красоте полярные сияния (aurora borealis). С другой стороны, они могут стать причиной скачков напряжения, способных повредить объекты инфраструктуры.
Данные ударные волны возникают при столкновении быстрых потоков заряженных частиц (солнечного ветра) с более медленными. Подобно тому, как движущаяся по реке лодка создает волну, сталкиваясь с более медленной водой.
Когда эти волны достигают магнитосферы Земли, они сжимают ее. Именно этот процесс приводит к появлению разноцветных сияний. Однако, помимо визуальных эффектов, волны вызывают на поверхности планеты токи, индуцированные геомагнитным полем. Как утверждают ученые, эти токи могут повредить объекты инфраструктуры, проводящие электричество: нефтегазопроводы, железные дороги, линии электропередач и подводные кабели.
Угол попадания
Исследователи обнаружили, что угол, под которым волны падают на Землю, существенно влияет на их разрушительную силу. Прямое попадание вызывает более сильные токи, чем удар под углом.
Ученые пришли к такому выводу, сравнив данные об ударных волнах и солнечном ветре с показателями геомагнитных токов, полученными на газопроводе в Мянтсяля, Финляндия. Этот регион, как правило, видит полярные сияния во время периодов высокой солнечной активности. Кроме того, исследователи установили, что геомагнитные штормы, вызванные ударными волнами, чаще всего происходят около магнитной полуночи, когда северный полюс Земли находится между Мянтсяля и Солнцем.
Авторы исследования отмечают, что недавние магнитные бури, обрушившиеся на Землю в мае этого года, являются примером того, насколько далеко могут распространяться последствия подобной активности, несмотря на то, что Мянтсяля находится на высокой широте.
«Во время сильных геомагнитных штормов область полярных сияний может значительно расшириться. Обычно ее южная граница находится на широте около 70 градусов, но при экстремальных событиях она может опуститься до 40 градусов или даже ниже, что, безусловно, произошло во время майского шторма 2024 года — самой сильной бури за последние два десятилетия», — говорит руководитель исследования Денни Оливейра из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
По словам ученых, ударные волны предсказуемы примерно за два часа до их столкновения с Землей. Таким образом, понимание угла их падения позволит владельцам объектов инфраструктуры на Земле принять соответствующие меры, особенно если волна направляется прямо на нас, а не под углом.
«Одним из способов защиты оборудования для операторов энергосистем может стать управление определенными электрическими цепями при получении предупреждения об ударной волне. Это позволит предотвратить воздействие геомагнитных токов и продлить срок службы оборудования», — говорит Оливейра.
Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
