Во время сильнейшей магнитной бури 2024 года Земля неожиданно усилила её сама11.07.2026 15:15

Во время супермощной магнитной бури 10–11 мая 2024 года, вызвавшей полярные сияния далеко за пределами обычных широт, учёные впервые напрямую измерили состав кольцевого тока Земли — пояса заряженных частиц, окружающего планету. Результаты оказались неожиданными: около 85% ионов, поддерживавших этот ток, были кислородными ионами земного происхождения, поступившими из ионосферы, а вклад солнечного ветра оказался минимальным. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Магнитная буря началась после серии мощных солнечных выбросов, вызванных активной группой солнечных пятен. Несколько облаков намагниченной плазмы объединились по пути к Земле и практически одновременно ударили по магнитосфере. Буря, также известная как «буря Гэннона» (Gannon storm), достигла минимального значения индекса SYM-H в −518 нанотесла — это второй по силе зарегистрированный показатель с 1981 года. Последнее сопоставимое событие произошло в ноябре 2004 года.

Кольцевой ток формируется на высоте в тысячи километров над экватором и состоит главным образом из ионов кислорода и водорода. Двигаясь вокруг Земли, эти заряженные частицы создают собственное магнитное поле, которое частично ослабляет магнитное поле планеты. Именно это приводит к возмущениям, фиксируемым наземными магнитометрами во время геомагнитных бурь. Уже несколько десятилетий учёные спорят, какая часть этих частиц приходит с солнечным ветром, а какая — из ионосферы, верхнего электрически заряженного слоя атмосферы Земли.

Ответ помог получить японский спутник Arase, запущенный Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в 2016 году. Аппарат обращается именно в области формирования кольцевого тока и оснащён приборами, способными определять массу и энергию зарегистрированных ионов. Во время майского супершторма Arase дважды прошёл через область кольцевого тока — вскоре после начала бури и вблизи её максимальной интенсивности.

Измерения показали, что примерно 85% ионов составлял кислород земной ионосферы. Кроме того, на высоте около 16 тыс. км спутник зафиксировал снижение напряжённости магнитного поля примерно на 40%, причём эта область находилась значительно ближе к Земле, чем во время ранее наблюдавшихся сильных бурь. Одновременно резко уменьшилось количество высокоэнергетических электронов, обычно удерживаемых магнитным полем в этой зоне.

Учёные отмечают, что связь между деформацией магнитного поля и потерей электронов ещё предстоит изучить.

По словам руководителя работы Наритоси Китамуры (Naritoshi Kitamura) из Института исследований космической и земной среды Нагойского университета, результаты показывают, что состояние земной атмосферы может играть гораздо более важную роль в развитии экстремальных магнитных бурь, чем считалось ранее. Современные модели космической погоды в основном опираются на параметры солнечного ветра, однако новые данные указывают, что для точного прогноза необходимо учитывать и то, насколько активно ионы покидают ионосферу и попадают в магнитосферу.

Полученные результаты также стали аргументом в пользу миссии FACTORS, которую готовят к рассмотрению в JAXA. Проект предусматривает запуск двух спутников для изучения того, как ионы земной атмосферы попадают в магнитосферу и влияют на развитие геомагнитных бурь. Если миссия будет одобрена, то её данные помогут точнее прогнозировать силу будущих экстремальных событий космической погоды.