Даже «умеренно интенсивные» геомагнитные бури, возмущения магнитного поля Земли, вызванные заряженными частицами и магнитной энергией Солнца, могут нести гораздо больше энергии, чем считалось ранее, что ставит под сомнение понимание учеными того, как развиваются эти явления космической погоды и как измеряется их сила.
Мощность солнечных бурь и их влияние на Землю
Самые экстремальные солнечные бури, обрушившиеся на Землю, могут оказать большее влияние на спутники, электросети и связь, чем считалось ранее.
Исследователи обнаружили доказательства того, что кажущийся верхний предел реакции Земли на самые сильные солнечные бури может быть скорее артефактом метода измерения солнечного ветра, чем истинным физическим потолком. Если эти данные подтвердятся, то, согласно заявлению, редкие геомагнитные бури, случающиеся раз в тысячу лет, могут оказывать большее влияние на современные технологии, чем показывают текущие оценки.
«Магнитное поле нашей планеты отлично защищает нас от многих явлений космической погоды, поэтому они часто проявляются лишь в виде сбоев или красивых полярных сияний», — заявила в своем сообщении Мария Валах, соавтор исследования из Ланкастерского университета. «Однако бывают и экстремальные случаи». Результаты исследования были опубликованы 15 июля 2026 года в журнале Nature.
Солнечные бури возникают, когда извержения Солнца, такие как выбросы корональной массы и солнечные вспышки, выбрасывают облака заряженных частиц, несущиеся к Земле. Хотя они могут вызывать впечатляющие полярные сияния, они также способны нарушать работу спутников, GPS, радиосвязи и электросетей.
История показала, какой ущерб могут нанести даже менее сильные бури. Событие Кэррингтона 1859 года, самая сильная геомагнитная буря в истории, нарушило работу телеграфных систем по всему миру и сместило полярные сияния из их обычных высокоширотных районов вблизи Арктики и Антарктики в места, расположенные на юге вплоть до тропиков. Другая мощная буря в 1989 году привела к коллапсу энергосистемы Квебека, оставив миллионы людей без электричества, а «Хэллоуинские бури» 2003 года нарушили работу спутников, GPS и радиосвязи.
Крупный план солнечной вспышки на Солнце. NASA/SDO
Хотя исследование не предполагает неизбежности беспрецедентной солнечной бури, в нем утверждается, что ученым, возможно, следует пересмотреть методы оценки серьезности самых редких событий — задача, которая становится все более важной по мере того, как современное общество становится все более зависимым от спутников и других уязвимых технологий.
Исследователи определили кажущийся верхний предел в точке, где собирается большая часть данных измерений солнечного ветра. Многие наблюдения экстремальных явлений поступают с космических аппаратов вблизи точки Лагранжа 1 (L1) системы Солнце-Земля , расположенной примерно в 1,5 миллионах километров от Земли. Поскольку самый сильный солнечный ветер, как правило, несколько ослабевает, не достигая Земли, сравнение измерений в точке L1 с условиями на нашей планете может создать впечатление, что верхняя атмосфера Земли перестает реагировать на усиливающийся солнечный ветер, даже если это не так.
Чтобы проверить эту гипотезу, команда проанализировала более миллиона измерений солнечного ветра, собранных космическими аппаратами НАСА, вращающимися гораздо ближе к Земле, где солнечный ветер непосредственно взаимодействует с магнитным полем нашей планеты. Эти наблюдения показали, что электрические токи, протекающие через верхние слои атмосферы Земли, продолжали увеличиваться вместе с усилением солнечного ветра, без каких-либо признаков ранее предполагаемого верхнего предела. Результаты предполагают, что исключительно мощные солнечные бури могут генерировать более сильные геомагнитные возмущения — и оказывать большее влияние на спутники, системы связи и электросети — чем предсказывали более ранние оценки.
«К счастью, такие крайне экстремальные случаи редки, но это также означает, что у нас ограниченные данные, и только время покажет, что произойдет в случае крайне экстремального события, происходящего раз в тысячу лет», — говорится в заявлении Валаха.
Исследование проводится в то время, когда Солнце находится вблизи пика своего примерно 11-летнего солнечного цикла , известного как солнечный максимум, когда солнечные пятна, солнечные вспышки и выбросы корональной массы становятся более частыми. В течение текущего цикла сильные геомагнитные бури неоднократно отправляли полярные сияния далеко за пределы их обычного полярного неба.
В мае 2024 года самая сильная геомагнитная буря за более чем два десятилетия осветила небо над большей частью Соединенных Штатов и Европы, вызвав периодические сбои в высокочастотной радиосвязи, работе оборудования с GPS-навигацией и некоторых спутниковых систем. Хотя это событие было значительным, оно было гораздо менее мощным, чем событие Кэррингтона — или даже более редкие бури, которые, как предполагает новое исследование, могут быть возможны.
Редкое багряное полярное сияние над северной Японией может быть признаком того, что некоторые солнечные бури мощнее, чем считали ученые ранее.
Исследователи, изучавшие слабые красные полярные сияния, наблюдавшиеся над Японией в июне 2024 года, обнаружили, что эти явления простирались гораздо выше в атмосферу Земли, чем ожидалось, достигая высот примерно от 310 до 500 миль (от 500 до 800 километров) — что необычно высоко для шторма, который не считался особенно сильным по данным обычных геомагнитных индексов, согласно заявлению Университета Хоккайдо. Результаты их исследований были опубликованы 19 мая 2026 года в журнале Journal of Space Weather and Space Climate.
Это открытие предполагает, что даже «умеренно интенсивные» геомагнитные бури — возмущения магнитного поля Земли, вызванные заряженными частицами и магнитной энергией Солнца — могут нести гораздо больше энергии, чем считалось ранее, что ставит под сомнение понимание учеными того, как развиваются эти явления космической погоды и как измеряется их сила.
«Я был действительно удивлен, потому что не ожидал появления таких высоких полярных сияний даже во время умеренно интенсивных штормов», — сказал в своем заявлении Томохиро М. Накаяма, ведущий автор исследования. «Это говорит о том, что эти штормы могут быть на самом деле сильнее, чем показывают традиционные индексы».
Северные сияния обычно наблюдаются вблизи полюсов в виде ярких, мерцающих огней, возникающих при столкновении заряженных частиц Солнца с газами в верхних слоях атмосферы Земли. Когда они появляются южнее, например, в Японии, они, как правило, связаны с сильными геомагнитными бурями и происходят на более низких высотах, примерно от 124 до 249 миль (от 200 до 400 километров).
Низкоширотное полярное сияние, наблюдавшееся 28 июня 2024 года в Йоичи, Хоккайдо, Япония, представляет собой редкое красное свечение, простирающееся по ночному небу во время геомагнитной бури, которая, по словам ученых, достигла неожиданно больших высот в верхних слоях атмосферы Земли. Томохиро М. Накаяма
Необычное северное сияние было сфотографировано над Хоккайдо, Япония, где наблюдатели запечатлели рассеянное красное свечение, низко висящее над горизонтом. В отличие от ярких зеленых завес, обычно ассоциирующихся с северным сиянием, это сияние выглядело как мягкие багровые вуали, расстилающиеся по ночному небу.
Такое различие в полярных сияниях объясняется тем, что разные газы — и разные высоты — создают разные цвета. Зелёные полярные сияния, наиболее распространённый тип, образуются, когда энергичные частицы возбуждают атомы кислорода на высоте от 60 до 150 миль (от 100 до 250 км) над Землёй. Красные полярные сияния также возникают из-за кислорода, но они наблюдаются гораздо выше в атмосфере, где воздух чрезвычайно разрежен, и атомы кислорода могут испускать тусклое красное свечение, прежде чем столкнуться с другими частицами. Синие и фиолетовые полярные сияния обычно связаны с молекулами азота.
Красные полярные сияния, как правило, тусклые и обычно возникают на очень больших высотах, поэтому их можно наблюдать реже, чем зеленые. Они также чаще связаны с особенно сильными геомагнитными бурями, способными оттеснить полярные сияния дальше от полюсов.
Более того, Япония расположена гораздо южнее регионов, где обычно наблюдаются полярные сияния. Хотя мощные солнечные бури иногда могут смещать овал полярного сияния в сторону более низких широт, ученые не ожидали столь обширного красного излучения на больших высотах во время бури, классифицированной как умеренная.
Команда проанализировала пять случаев полярных сияний, зарегистрированных в период с июня 2024 по март 2025 года, объединив наблюдения с Хоккайдо со спутниковыми данными и фотографиями, сделанными учеными-любителями по всей Японии. Измеряя углы возвышения полярных сияний на изображениях и прослеживая их вдоль линий магнитного поля Земли, команда реконструировала, насколько высоко светящиеся структуры простирались в атмосферу. Согласно заявлению, их анализ предполагает, что необычно плотный солнечный ветер — потоки заряженных частиц, исходящие от Солнца и взаимодействующие с магнитным полем Земли, — мог подпитывать редкие багровые полярные сияния даже без официально «экстремальной» геомагнитной бури.
Исследование проводилось в то время, когда Солнце находилось вблизи пика 25-го солнечного цикла, периода повышенной солнечной активности, который уже подарил миру впечатляющие полярные сияния. В мае 2024 года одна из самых сильных геомагнитных бурь за последние десятилетия вытолкнула полярные сияния вглубь средних широт по всему миру. Понимание этих неожиданных полярных сияний может улучшить прогнозы опасной космической погоды, которая может нарушать работу спутников, систем GPS, связи и даже электросетей во время экстремальных солнечных бурь.
Мощная солнечная буря в мае 2024 года, вызвавшая прекрасные полярные сияния над большей частью мира, также создала два новых радиационных пояса, которые были обнаружены с помощью спутника, вернувшегося из небытия.
В мае 2024 года на Солнце разразилась серия мощных бурь, выбросивших в космос облака заряженных частиц и завершившихся впечатляющим зрелищем северного и южного полярных сияний — результатом самой мощной геомагнитной бури, наблюдавшейся на Земле с марта 1989 года. Об открытии двух новых радиационных поясов было опубликовано 6 февраля 2025 года в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.
А спутник НАСА Colorado Inner Radiation Belt Experiment (CIRBE) не имел возможности зафиксировать явление. Созданный для изучения радиационных поясов Ван Аллена на Земле, CIRBE был запущен в апреле 2023 года, но перестал функционировать в середине апреля 2024 года из-за технической неполадки на борту. Он возобновил работу в июне, и когда это произошло, что-то изменилось: появились два совершенно новых радиационных пояса.
В результате солнечной бури в мае 2024 года образовались два дополнительных радиационных пояса, расположенные между двумя постоянными поясами Ван Аллена. Один из новых поясов, показанный фиолетовым цветом, содержал популяцию протонов, что придавало ему уникальный состав, ранее не наблюдавшийся. NASA/Центр космических полетов имени Годдарда/Кристен Перрин
Радиационные пояса Ван Аллена содержат заряженные частицы, удерживаемые на месте магнитным полем Земли. Существуют два постоянных пояса, но появление нового временного радиационного пояса между двумя постоянными поясами после солнечной бури не является чем-то необычным — такие короткоживущие пояса были впервые обнаружены в 2013 году. Что же необычного обнаружил CIRBE в этих двух новых поясах после события в мае 2024 года, так это их состав и время жизни.
Обычно временные пояса, образующиеся после солнечной бури, состоят из высокоэнергетических электронов. Один из новых поясов, обнаруженных CIRBE, соответствовал этой схеме. Однако другой пояс также содержал значительное количество высокоэнергетических протонов (протоны также обнаруживаются в постоянных радиационных поясах). Считается, что их присутствие в новом поясе является результатом интенсивности солнечных бурь в мае 2024 года.
Временные радиационные пояса обычно существуют не более четырех недель, прежде чем рассеяться, но новые пояса, обнаруженные CIRBE, имели гораздо более длительный срок существования: пояс, в котором преобладают электроны, просуществовал три месяца после солнечной бури, в то время как пояс, в котором преобладают протоны, предположительно до сих пор огибает Землю.
«Это высокоэнергетические электроны и протоны, которые проникли во внутреннюю магнитную среду Земли», — сказал Дэвид Сибек из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в штате Мэриленд. «Некоторые из них могут остаться в этом месте на очень долгое время».
Северное сияние над побережьем Северной Ирландии. Эван Бойс
Хотя солнечные бури могут создавать новые радиационные пояса, подобные этому, они также могут их разрушать. Умеренно мощная буря в июне 2024 года уменьшила размер пояса, в котором преобладают электроны, а другая буря в августе 2024 года почти полностью его уничтожила. Богатый протонами пояс сохранился, потому что он расположен в более стабильной области, где его протоны менее подвержены выбиванию с орбиты.
Существование этих временных поясов, содержащих высокоэнергетические заряженные частицы — диапазон энергии электронов составлял от 1,3 до 5 мегаэлектронвольт (МэВ), а для протонов он был еще больше — от 6,8 до 20 МэВ — может иметь последствия для запуска космических аппаратов через пояса Ван Аллена для достижения геостационарной орбиты (расположенной на высоте 22 236 миль, или 35 785 километров) или выше. Заряженные частицы, содержащиеся в поясах, могут повредить электрические компоненты спутников и космических аппаратов, а также представлять дополнительную радиационную опасность для астронавтов, если они когда-либо вернутся на Луну или отправятся на Марс. Для обеспечения максимальной безопасности при запуске некоторым будущим миссиям, особенно тем, которые осуществляют полеты с экипажем, может потребоваться изменить планы запуска или использовать дополнительную защиту после солнечных бурь.
Мощная геомагнитная буря в мае 2024 года дала учёным беспрецедентную возможность увидеть, как плазменный щит Земли разрушается и медленно восстанавливается под воздействием экстремального солнечного давления. Используя идеально расположенный спутник Arase, исследователи наблюдали, как плазмосфера уменьшилась до части своего обычного размера, и на восстановление ей потребовались дни – гораздо больше, чем ожидалось.
Последствия шторма варьировались от захватывающих дух полярных сияний в низких широтах до сбоев в работе спутников, GPS и связи.
Геомагнитный шторм – это одна из самых мощных форм космической погоды, которая возникает, когда Солнце обрушивает на Землю огромные выбросы энергии и потоки заряженных частиц. События такого масштаба редки и происходят примерно раз в 20–25 лет. 10–11 мая 2024 года Земля пережила самый сильный геомагнитный шторм за более чем два десятилетия.
Исследовательская группа из Института космических и околоземных экологических исследований Университета Нагои собрала прямые данные об этом редком событии, предложив первый чёткий и детальный взгляд на то, как геомагнитный шторм сжимает плазмосферу Земли (область заряженных частиц, которая окружает планету). Исследование, опубликованное в журнале Earth, Planets and Space в 2025 году, показывает, как плазмосфера и ионосфера реагируют во время экстремальной солнечной активности и даёт новую информацию, которая может улучшить прогнозы сбоев в работе спутников, проблем с GPS и перебоев в связи во время сложной космической погоды.
Плазмосфера, которая взаимодействует с магнитным полем Земли, защищая планету от вредных заряженных частиц, обычно простирается на десятки тысяч километров в космос. Однако во время геомагнитного шторма её внешний край был смещен вглубь примерно с 44000 км над Землей до всего лишь 9600 км.
Шторм был вызван серией мощных солнечных вспышек, которые выбросили миллиарды тонн заряженного вещества в сторону Земли. Всего за 9 часов плазмосфера сжалась примерно до 1/5 от своего обычного размера. Его восстановление было необычно медленным, для пополнения потребовалось более четырёх дней, что стало самым длительным восстановлением, зафиксированным с тех пор, как Arase начала мониторинг региона в 2017 году.
Учёные обнаружили, что шторм сначала вызвал интенсивный нагрев вблизи полюсов, но позже это привело к значительному падению концентрации заряженных частиц в ионосфере, что замедлило восстановление.
Во время самой интенсивной фазы супершторма экстремальная солнечная активность привела к сжатию магнитного поля Земли, что позволило заряженным частицам перемещаться гораздо дальше вдоль силовых линий магнитного поля по направлению к экватору. Это привело к впечатляющим полярным сияниям на необычно низких широтах.
Полученные данные дают исследователям более чёткое представление о том, как изменяется плазмосфера и как через неё проходит энергия. Во время геомагнитного шторма у нескольких спутников возникли проблемы с электричеством или они перестали передавать данные, сигналы GPS и радиосвязь были нарушены. Знание того, сколько времени требуется плазменному слою Земли для восстановления после таких событий, является ключом к прогнозированию космической погоды и защите космических технологий.
В ноябре 2025 года уровень радиации в атмосфере Земли достиг самого высокого уровня за почти два десятилетия после редкой солнечной супервспышки, обрушившей на планету высокоскоростные частицы от Солнца. Солнечная вспышка, чрезвычайно яркая вспышка света, произошла из пятна AR4274 11 ноября. Классифицированная как мощная вспышка X5.1, она последовала за серией более слабых вспышек и выбросов корональной массы (CME), которые подарили наблюдателям за небом завораживающие полярные сияния даже на юге.
Помимо того, что это была самая интенсивная солнечная вспышка 2025 года на сегодняшний день, вспышка класса X также высвободила поток высокоскоростных протонов и других энергичных частиц в сторону нашей планеты, что случается крайне редко. В 2025 году году около 20 вспышек класса X достигли Земли , но только вспышка 11 ноября сопровождалась потоком высокоскоростных протонов. В тот день, когда наземные мониторы начали показывать повышенный уровень радиации, исследователи запустили несколько стратосферных аэростатов с датчиками, чтобы отследить, как изменяется уровень радиации в атмосфере.
Они обнаружили, что на высотах, где летает большинство коммерческих самолетов — около 40 000 футов (12 километров) — уровень радиации на короткое время поднимался до значений, в десять раз превышающих обычный фоновый уровень, связанный с космическими лучами. Если бы беременная женщина подвергалась воздействию таких уровней радиации более 12 часов, она бы превысила предел, официально считающийся безопасным для плода. К счастью, в этом случае худшее закончилось примерно через два часа, по словам Бенджамина Клевера, исследователя космической погоды из Университета Суррея в Великобритании.
11 ноября 2025 года на Солнце произошла мощная солнечная вспышка, высвободившая поток сверхзаряженных протонов, что привело к повышению уровня радиации вокруг Земли до двух десятилетий. Центр прогнозирования космической погоды NOAA
Корональные выбросы массы также выбрасывают облака энергичных частиц в межпланетное пространство. Эти частицы, содержащиеся в облаках намагниченной плазмы, достигают планеты за несколько дней. Однако протоны, высвобождаемые солнечной вспышкой, движутся почти со скоростью света и достигают планеты в течение нескольких минут.
Когда эти энергичные протоны достигают верхних слоев атмосферы Земли, они взаимодействуют с молекулами воздуха, вызывая потоки вторичных, менее энергичных частиц, включая нейтроны, мюоны и электроны. Такие частицы постоянно оседают на поверхности Земли в результате воздействия космических лучей, приходящих из самых отдаленных уголков галактики. Но когда поток солнечных протонов достигает поверхности Земли, уровень радиации на поверхности Земли и вокруг планеты внезапно резко возрастает. Это явление называется наземным событием (GLE) и встречается довольно редко. Фактически, по словам Клевера, с начала измерений в 1940-х годах было зарегистрировано всего 77 таких наземных событий.
Ученые не понимают, почему одни солнечные вспышки вызывают глобальные световые выбросы, а другие нет, и поэтому не могут предсказать, когда произойдет всплеск радиации.
Однако GLE 11 ноября 2025 года был лишь слабым примером того, на что способно Солнце. Самое интенсивное из когда-либо зарегистрированных GLE произошло в 1956 году и было в шестьдесят раз интенсивнее. Возможны и более сильные явления, более чем в тысячу раз интенсивнее, чем GLE 11 ноября, о чем свидетельствуют радиоизотопные исследования годичных колец деревьев.
Художественное изображение концепции лунной базы. ESA
Аварийные лазерные лучи не только потенциально опасны для здоровья человека (помимо риска для нерожденных детей, воздействие радиации повышает риск развития рака у всех людей), но и могут нанести серьезный ущерб электронике самолета.
Всего за две недели до GLE 11 ноября самолет Airbus авиакомпании JetBlue, летевший над Флоридой, внезапно потерял высоту, что позже было объяснено возможными неисправностями бортовой электроники, вызванными высокоэнергетическими частицами из космоса. Исследователи обеспокоены тем, что полномасштабный GLE может привести к массовому выходу из строя бортовой электроники, увеличивая риск опасных ситуаций на борту сотен, а возможно, и тысяч самолетов. В результате инцидента с JetBlue несколько пассажиров получили травмы, потребовавшие медицинской помощи.
Смотрите также... Последние два года изучения ледников Марса принесли больше интересных результатов, чем ожидалось |
Исследователи выступают за оснащение всех самолетов радиационными мониторами, чтобы помочь пилотам понять, что происходит. Во время сильных радиационных явлений радиосвязь с наземным пунктом управления также может быть нарушена, что не позволит пилотам узнать о причинах проблем. Поскольку радиационные вспышки происходят внезапно и их невозможно предсказать, многие самолеты окажутся в эпицентре таких событий в воздухе.
По данным Европейского космического агентства 11 ноября 2025 года Солнце вызвало мощную солнечную вспышку класса X, пик которой пришелся примерно на 10:04 UTC, за которой менее чем через час последовал выброс корональной массы (CME), двигавшийся со скоростью, первоначально оцененной примерно в 1500 км/с. К 18:50 UTC следующего дня CME достиг Земли, вызвав сильную геомагнитную бурю, которая достигла пика в течение шести часов, после чего ослабла до умеренного уровня.
«Всего за несколько дней в одной активной области Солнца (активная область NOAA 14274) произошло четыре солнечные вспышки и такое же количество выбросов корональной массы, три из которых были направлены в сторону Земли. Третье и самое впечатляющее событие произошло 11 ноября. Интересно, что из-за индивидуальных особенностей оно вызвало меньшее геомагнитное возмущение, чем ожидалось», — говорит Юха-Пекка Лунтама, руководитель отдела космической погоды ЕКА.
Эта последовательность завершилась 14 ноября, когда активная область выпустила последний корональный выброс массы, после чего скрылась из виду на обратной стороне Солнца.
Корреспондент по космической погоде Виджил в глубоком космосе. ESA
Наиболее непосредственным и значительным последствием этого события стало серьезное нарушение радиосвязи в регионах, обращенных к Солнцу. После солнечной вспышки в Европе, Африке и Азии было зафиксировано серьезное радиомолчание, продолжавшееся примерно от 30 минут до часа.
Также было зафиксировано усиление солнечного излучения на уровне земли (GLE) — редкое явление, которое происходит всего один или два раза в год. Такие события случаются, когда солнечные частицы обладают достаточной энергией, чтобы пробить магнитный щит Земли, который обычно защищает нас от менее интенсивных солнечных вспышек. Высокоэнергетические солнечные частицы могут нанести вред космонавтам, повредить космические аппараты и вызвать каскад вторичных частиц в нашей атмосфере, которые могут привести к сбоям в работе электронных компонентов, если достигнут Земли. Это было лишь 77 -е усиление солнечного излучения с момента начала ведения записей в 1940-х годах.
Несмотря на это, геомагнитная буря оказала минимальное воздействие на критически важную инфраструктуру. Космические аппараты ЕКА спроектированы таким образом, чтобы выдерживать воздействие радиации, и ни один из них не получил повреждений от бури. Однако это событие предоставило возможность нескольким миссиям ЕКА собрать данные о радиации, которые анализируются. Что еще более важно, это событие не представляло прямой биологической угрозы для человека на Земле.
Космические аппараты ЕКА, находящиеся на низкой околоземной орбите, присутствовали для измерения воздействия на верхние слои атмосферы Земли.
Солнечный орбитальный аппарат. ESA
За 14 часов до начала геомагнитной бури миссия ЕКА по изучению влажности почвы и солености океана (SMOS) зарегистрировала мощный радиовсплеск, совпавший с приходом солнечной вспышки. Ее радиоволновая антенна, вращающаяся на высоте 755 км, принимает сигналы на частоте 1,4 гигагерц для наблюдений за Землей, но также может улавливать солнечные радиоволны и их вращательное движение. В этом случае данные SMOS зафиксировали левостороннюю (против часовой стрелки) поляризацию, которая, как ожидается, не должна была создавать помехи для глобальных спутниковых навигационных систем.
Еще ближе к Земле, три спутника группировки Swarm Европейского космического агентства зафиксировали в начале бури магнитные флуктуации, в десять раз превышающие норму. Звездные трекеры этих трех спутников, которые обычно используются для правильной ориентации спутников, зафиксировали временное увеличение количества высокоэнергетических протонов на полюсах, что привело к возникновению «протонных полярных сияний» — более рассеянного явления, наблюдаемого на гораздо более низких широтах во время сильных бурь.
Космические аппараты, находящиеся за пределами магнитной защиты Земли, также ощутили на себе последствия бури.
Звездные трекеры космического аппарата Swarm зафиксировали временное увеличение количества высокоэнергетических протонов на полюсах во время последовательных событий космической погоды 12 и 13 ноября 2025 года. ESA
В первой точке Лагранжа спутник SOHO (ESA/NASA Solar and Heliospheric Observatory ) зафиксировал первые выбросы корональной массы (CME). Созданный для наблюдения за Солнцем, этот спутник рассчитан на то, чтобы выдерживать самые суровые погодные явления в космосе.
Миссия ESA/NASA Solar Orbiter обеспечила детальное освещение этого события. Ее приборы зафиксировали вспышку X5, обнаружили выброс частиц и измерили магнитную сигнатуру коронального выброса массы.
Продолжая свой путь к планете Меркурий, космический аппарат «БепиКоломбо» находился вблизи линии Солнце-Земля, «магистрали космической погоды», по которой движутся частицы, направляющиеся к Земле, и корональные выбросы массы. Это выравнивание означало, что данное событие, возможно, стало самым крупным столкновением энергетических частиц с Солнцем, которое «БепиКоломбо» пережил с момента запуска. Космический аппарат ESA/JAXA сообщил о многочисленных временных ошибках памяти, но благодаря своей надежной конструкции эти проблемы были быстро и успешно решены.
Наблюдение Солнца в крайнем ультрафиолетовом диапазоне с помощью прибора AIA обсерватории Solar Dynamics Observatory 11 ноября, предоставлено Королевской обсерваторией Бельгии/SIDC. ESA
Солнечные бури, и особенно высокоэнергетические частицы, которые они могут производить, представляют серьезную опасность для миссий, выходящих за пределы магнитного щита Земли. От этих частиц трудно защититься, и они могут значительно увеличить радиационное облучение, представляя потенциальную опасность для здоровья астронавтов и систем космического корабля.
Несколько космических аппаратов ЕКА и его партнеров оснащены приборами для измерения радиации, разработанными в рамках/для программ ЕКА для диагностики аномалий, поддержки оперативных решений и совершенствования моделей технических характеристик, используемых при проектировании космических аппаратов. Эти приборы также помогают улучшить наше понимание гелиофизики и моделирования космической погоды. ЕКА также разрабатывает технологии следующего поколения для снижения стоимости, массы и энергопотребления этих приборов при одновременном повышении их производительности.
Для минимизации воздействия ЕКА и другие космические агентства применяют принцип ALARA (настолько низкий уровень воздействия, насколько это разумно достижимо). Во время сильных штормов это может включать такие меры, как отсрочка выходов в открытый космос, перемещение астронавтов в защищенные зоны при необходимости и, в крайних случаях, задержка запусков.
Солнечный фейерверк запечатлен на камеру. ESA
Эти измерения будут еще более важны для будущих лунных и космических миссий за пределами защитного магнитного поля Земли. В этом контексте ЕКА изучает новые стратегии экранирования, исследует, как материалы, включая реголит поверхности планет, например, Луны, могут влиять на радиационную обстановку, и изучает весь спектр биологических эффектов высокоэнергетических частиц для лучшей защиты экипажей и систем.
ЕКА внимательно следило за этим мощным событием космической погоды, собирало подробную информацию из всех своих экспертных сервисных центров и распространяло ключевые данные среди заинтересованных сторон. Хотя вероятность извержения можно предсказать, точное время прибытия коронального выброса массы и точная величина бури по-прежнему оставались труднопредсказуемыми, но новые миссии ЕКА направлены на уменьшение этой неопределенности.
Миссия ESA Vigil представляет новый способ наблюдения за Солнцем, позволяющий наблюдать за его «стороной» из точки Лагранжа 5 (L5) для непрерывного анализа солнечной активности и мониторинга условий космической погоды вблизи линии Солнце-Земля. Запуск Vigil запланирован на 2031 год. Космический аппарат будет обнаруживать потенциально опасные солнечные явления до того, как они повернутся в поле зрения Земли, предоставляя нам ранние сведения об их характеристиках и ценное время для защиты космических аппаратов и критически важной наземной инфраструктуры.
Северное сияние около Майорки, Испания, ноябрь 2025 года. ESA
Текущий оперативный мониторинг поступающего солнечного ветра осуществляется из точки Лагранжа 1 (L1) и позволяет прогнозировать воздействие солнечной бури всего за 20 минут до её начала. Другая предлагаемая миссия, SHIELD, расположенная более чем в 15 миллионах километров от Земли, примерно в десять раз дальше, чем L1, сможет оповестить о такой буре примерно за два с половиной часа до её начала, что позволит операторам критической инфраструктуры эффективно подготовиться и минимизировать последствия геомагнитных бурь.
Согласно спутниковым данным, с 2001 по 2024 год Земля потеряла часть своей отражательной способности. Снег и лед тают, а атмосфера меняется, и планета всё сильнее нагревается. Исследователи из НАСА обнаружили дисбаланс между Северным и Южным полушариями нашей планеты.
Оказалось, что в Северном полушарии уровень загрязнения воздуха снизился благодаря экологическим мерам, принятым в Европе, США и Китае. Меньше частиц (PM2.5 и PM1.0) — меньше облаков, которые могли бы отражать излучение, поэтому отражательная способность снизилась. В Южном полушарии картина иная: пожары в Австралии и извержение вулкана Хунга-Тонга в 2021—2022 годах добавили в атмосферу много аэрозолей. Это увеличило количество облаков и временно усилило отражение. Работа опубликована в журнале PNAS 2025 году.
При этом общий энергетический баланс остается смещённым: юг всё ещё получает больше радиации, и циркуляция между полушариями не компенсирует разницу полностью. Учёные считали, что облака смогут компенсировать изменения, но оказалось, что их вклад ограничен. Авторы исследования подчёркивают, что более точный учёт отражательной способности планеты важен для корректировки климатических моделей и прогнозов.
Гибель Земли от Солнца
На протяжении десятилетий астрономы спорят о том, связана ли судьба Земли с судьбой Солнца. Когда звезда исчерпает запасы водородного топлива, питающего её энергией, примерно через 5 миллиардов лет, она раздуется до размеров красного гиганта, достаточно большого, чтобы поглотить Меркурий и Венеру — и, как показывают несколько исследований, Землю тоже.
Однако новые исследования показывают, что у нашей планеты больше шансов избежать огненного конца, чем считалось ранее. Используя обновленные модели взаимодействия стареющих звезд со своими планетами, исследователи обнаружили, что гравитационные силы, притягивающие Землю к расширяющемуся Солнцу, слабее, чем предсказывали старые модели. Это даст планете больше времени для того, чтобы сместиться наружу, пока умирающее Солнце сбрасывает свои внешние слои в космос, потенциально избегая полного поглощения.
Это открытие не гарантирует выживание Земли. Вместо этого, по словам исследователей, оно переносит наибольшую неопределенность с того, насколько сильно расширяющееся Солнце притягивает планеты, на малоизученную переменную — сколько массы звезда потеряет на заключительных этапах своей эволюции. Результаты исследования были опубликованы в июне 2026 года в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Наибольшая неопределенность теперь связана не с расчетами приливных явлений, а с тем, сколько массы потеряет будущее Солнце», — заявил в своем заявлении ведущий автор исследования Матс Эссельдерс из Института астрономии Лёвенского университета в Бельгии. «Наблюдения за гигантскими звездами, подобными Солнцу, в настоящее время указывают на выживание Земли, но нам необходимы более качественные наблюдения, прежде чем мы сможем быть в этом уверены».
Схематическое изображение эволюции Солнца в процессе его гигантских фаз. На снимке показано Солнце в его нынешнем виде, проходящее две гигантские фазы, прежде чем завершить свою жизнь в качестве белого карлика. Исследование показало, что Меркурий и Венера будут поглощены расширяющимся Солнцем, но Земля и Марс выживут, оказавшись на более широкой орбите. Размеры и расстояния указаны не в масштабе. Институт астрономии Лёвенского университета
Когда звёзды, подобные Солнцу, истощают водород в своём ядре и раздуваются до размеров массивных красных гигантов, они запускают космическую борьбу между расширяющимися приливными силами, притягивающими планеты внутрь, и сбрасывающими звёздную массу, выталкивающими их наружу, которая в конечном итоге решает, будут ли близлежащие миры поглощены или спасены.
Это планетарное противостояние разворачивается в два этапа. По мере расширения Солнца гравитационные приливы действуют как своего рода тормоз, медленно истощая энергию орбиты Земли и притягивая планету внутрь. В то же время умирающая звезда сбрасывает огромное количество газа под действием мощных звездных ветров, в конечном итоге теряя около половины своей массы. По мере того как Солнце становится легче, его гравитационное притяжение ослабевает, выталкивая оставшиеся планеты на более широкую орбиту, которая, по данным НАСА, может удвоить их расстояние от звезды.
«Судьба Земли зависит от тонкого баланса между этими двумя эффектами», — говорится в заявлении Эссельдерса. «Если преобладают приливные взаимодействия, Земля будет поглощена. Если преобладает потеря массы, Земля переместится на более широкую орбиту».
Предыдущие исследования пришли к разным выводам, главным образом потому, что в них по-разному рассматривались конкурирующие процессы, утверждают Эссельдерс и его команда. В некоторых из этих исследований полностью игнорировались приливные взаимодействия, в то время как другие опирались на упрощенные модели, разработанные десятилетия назад, которые предсказывали гораздо более сильное внутреннее притяжение, говорится в исследовании.
Вместо использования старых формул в новом исследовании применяются обновленные расчеты приливных сил, основанные на изменении внутренней структуры и динамики стареющих звезд, что, по словам исследователей, позволило точно учесть как приливное трение, так и изменение звездных ветров, а затем проверить результаты на соответствие диапазону возможных темпов потери массы на заключительной стадии гигантского развития Солнца.
Солнце светит над горизонтом Земли, когда Международная космическая станция 30 декабря 2021 года находилась на орбите на высоте 264 мили (425 километров) над канадской провинцией Квебек. NASA
Результаты исследования показывают, что даже при более слабом внутреннем гравитационном притяжении Меркурий и Венера не могут обогнать расширяющееся Солнце и неизбежно поглощаются им , в то время как Земля и Марс благополучно проходят через обе фазы гигантизма, в результате чего наша планета в конечном итоге занимает более широкую орбиту вокруг остатка белого карлика, который оставит после себя Солнце.
Однако ситуация далека от однозначной. Поскольку астрономы до сих пор не могут точно наблюдать, как быстро похожие на Солнце звезды теряют массу на поздних стадиях своего развития, «окончательная судьба Земли остается неопределенной», — пишут исследователи в статье.
Учитывая реальные темпы потери массы звезды L2 Pup — красного гиганта, расположенного примерно в 183 световых годах от нас и использованного в качестве модели нашего будущего Солнца из-за схожей массы , — исследователи подтвердили, что Земля будет дрейфовать наружу достаточно быстро, чтобы избежать поглощения, что, как отмечается в исследовании, склонит чашу весов в сторону выживания, а не уничтожения.
Большинство ученых сходятся во мнении, что по мере старения Солнце будет неуклонно нагреваться, вызывая кипение океанов Земли и делая планету совершенно непригодной для жизни примерно через миллиард лет, задолго до того, как Солнце начнет расширяться.
Однако даже если людей не будет рядом, чтобы стать свидетелями этого, отслеживание окончательного выживания Земли дает важный контекст для понимания того, как планетные системы эволюционируют по мере старения их звезд, — концепцию, которая, по словам исследователей, будет дополнительно уточнена в будущих наблюдениях за умирающими звездами, подобными Солнцу.
«Это позволит нам проводить исследования эволюции орбит планет вокруг эволюционировавших звезд, — написали исследователи в статье, — и поможет нам определить границы будущей эволюции системы Земля-Солнце».
Изучение воздействия солнечной радиации на атмосферу Земли
Лучше понять, как ведет себя ионосфера Земли под действием мощных радиоволн, поможет описание крайне редкого явления, которое зафиксировали радиофизики ННГУ имени Н.И. Лобачевского в составе коллектива исследователей.
В зависимости от высоты над поверхностью ученые выделяют в ионосфере Земли следующие регулярно существующие слои: D (в дневное время, высоты от 60 до 90 км), Е (90–120 км) и F (выше 130 км), рассказали в Нижегородском государственном университете (ННГУ) имени Н. И. Лобачевского. Результаты представлены в издании Sensors в 2026 году.
Кроме этого, на высотах порядка 100 км в ионосфере может внезапно появляться и исчезать так называемый спорадический E‑слой (Es) с повышенной в 3–10 раз концентрацией заряженных частиц. Его толщина — от сотен метров до километра по высоте. По горизонтали Es может простираться на сотни километров.
Начиная с 70‑х гг. XX века физики систематически проводят исследования искусственных возмущений ионосферы Земли, возникающих под действием мощных коротких (длины волн от 30 до 100 м) радиоволн с помощью специализированных «нагревных» стендов.
Смотрите также... Немного о кошках: история одомашнивания и интересные факты о поведении домашних питомцев |
Подобных установок во всем мире сейчас действует всего три: EISCAT heating на севере Норвегии и HAARP на Аляске, расположенные в полярных широтах, а также принадлежащий ННГУ стенд СУРА, расположенный в средних широтах — возле рабочего поселка Васильсурск в Нижегородской области.
Одно из наблюдаемых явлений — это генерация на высотах F‑слоя свечения в видимом свете, в том числе в красной (длина волны 630 нм), зеленой (557,7 нм) и синей (391,4 нм) линиях. Такое явление иногда называют искусственным полярным сиянием, хотя яркость его на много порядков ниже естественных сияний, и для его исследований нужна специальная чувствительная аппаратура.
В эксперименте 5 августа 2024 г. во время регулярных наблюдений искусственного свечения на стенде СУРА, которые проводили радиофизики ННГУ совместно с коллегами из Института солнечно‑земной физики СО РАН (Иркутск) и Института физики Казанского федерального университета, в период с 22:30 до 23:40 на высотах порядка 105–110 км наблюдался исключительно мощный и плотный спорадический E‑слой, который полностью экранировал (блокировал) проникновение мощных радиоволн на высоты F‑области.
Концентрация заряженных частиц (электронов) в нем приблизительно на порядок превышала концентрацию в окружающем E‑слое. В это время наблюдалось экстремальное увеличение яркости искусственного свечения в зеленой линии — примерно от пяти до 50 раз превышающее яркость свечения, возникающего в F‑слое, и приблизительно в десять раз — яркость свечения в слое Es, наблюдавшегося в предыдущих экспериментах.
В это же самое время также наблюдалось заметное увеличение яркости свечения (приблизительно в два раза) в синей линии спектра. Такая яркость искусственного оптического свечения наблюдалась в экспериментах по воздействию впервые — сообщил один из авторов работы, профессор кафедры распространения радиоволн и радиоастрономии радиофизического факультета ННГУ им. Н.И. Лобачевского Савелий Грач.
По словам ученого, целью эксперимента было изучение закономерностей возникновения искусственного оптического свечения ионосферы под воздействием радиоволн. Причина появления энергичных электронов, вызывающих свечение на высотах 250–300 км при столкновениях с атомами и ионами атмосферы Земли, хорошо описывается как результат их ускорения плазменными волнами, возникающими при воздействии. А вот причина возникновения экстремально интенсивного свечения в слое Es ученым в настоящее время не ясна.
«Появление столь интенсивных Es — явление уникальное и существующее, по‑видимому, только в периоды, близкие к максимуму солнечной активности», — сказал профессор.
По его словам, полученные данные способствуют более глубокому пониманию процессов, происходящих в верхней атмосфере и нижней ионосфере при высокой солнечной активности. Исследование расширяет представления о механизмах взаимодействия радиоволн с ионосферной плазмой и формировании искусственных оптических явлений в околоземном пространстве.
Открытые в ходе исследования данные создают основу для развития новых методов диагностики ионосферы и изучения ее динамических процессов под воздействием как естественных, так и антропогенных факторов. В дальнейшем ученые планируют новые экспериментальные и теоретические исследования обнаруженного аномального увеличения оптического свечения под воздействием радиоволн при наличии блокирующего слоя Es. По их словам, это позволит лучше понять физические процессы, происходящие в атмосфере нашей планеты под воздействием излучения Солнца.
НАСА выбрало концепцию миссии для исследования того, как космическая погода и динамика внутри земной атмосферы влияют на космическую среду, и для улучшения возможностей прогнозирования воздействия на важнейшие технологии, такие как GPS и спутники на низкой околоземной орбите, а также на астронавтов в космосе.
Миссия DAPHNE (Dynamic Atmosphere-Ionosphere Explorer) переходит в фазу B разработки, которая включает планирование и проектирование полетов и операций миссии. Она будет использовать идентичные спутники-близнецы для изучения того, как изменения в нижних слоях атмосферы Земли влияют на верхние слои атмосферы нашей планеты, где проявляется космическая погода, сообщает пресс-служба НАСА.
Художественное изображение концепции миссии DAPHNE (Dynamic Atmosphere-Ionosphere Explorer). Цветовая гамма имитирует полярные сияния и атмосферные волны в атмосфере Земли. Лаборатория атмосферной и космической физики/Мэри Тостаноски
Концепция миссии DAPHNE, предполагающая низкий риск и высокую отдачу, обеспечит скоординированные многоточечные измерения нейтральных ветров, температуры и состава в термосфере. Ионосфера и термосфера — это области, где нейтральная атмосфера Земли переходит в ионизированную плазму космического пространства. В этой тонкой оболочке, окружающей планету, атмосфера находится в постоянном движении, формируясь под влиянием солнечной активности и изменений в нижних слоях атмосферы и околоземном космическом пространстве.
Фундаментальные наблюдения и физические выводы, полученные в ходе миссии DAPHNE, позволят использовать данные об энергии в нижних слоях атмосферы для совершенствования возможностей прогнозирования космической погоды. Руководит миссией Эйми Меркель из Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере.
В 2027 году будет проведена проверка, подтверждающая целесообразность миссии, в ходе которой будет оценен прогресс в ее реализации и наличие финансирования. В случае подтверждения, общая предполагаемая стоимость миссии, за исключением запуска, не превысит 250 миллионов долларов США в ценах 2023 финансового года, а дата запуска миссии — не ранее 2029 года.
Миссия DAPHNE была предложена в качестве концептуального исследования в ответ на объявление о конкурсе на миссию DYNAMIC (Dynamical Neutral Atmosphere-Ionosphere Coupling). Финансирование и управление этой миссией осуществляется программой Solar Terrestrial Probes в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
Изучив архивные данные наблюдений, полученные в ходе миссий НАСА, ученые, возможно, разгадали загадку источника энергии для одного из типов полярных сияний, называемых полярными дугами.
Ответ, как они утверждают, кроется в космических волнах. С земли полярные сияния выглядят как зеленые светящиеся завесы света, рассекающие ночное небо. Из космоса они кажутся тонкими зелеными линиями — или дугами — рассекающими атмосферу, сообщает пресс-служба НАСА.
На этом снимке, сделанном на северо-западе Канады в 2019 году, по небу тянутся зеленые дуги полярного сияния. Правая дуга — типичная дуга полярного сияния, в то время как более яркая дуга слева трансформируется в другой тип полярного сияния с бусинообразными элементами. Нил Зеллер/НАСА
Учёные знают, что полярные сияния образуются, когда электроны, ускоряемые электрическими полями в космосе, сталкиваются с атомами в нашей атмосфере, испуская свет. Электрические поля работают как «космическая батарея» для полярных сияний, но учёные не были уверены, что именно питает эту батарею.
В поисках подсказок группа исследователей под руководством Шэн Тяня из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружила результаты одновременных наблюдений полярного сияния в апреле 2015 года, проведенных зондами НАСА Van Allen Probes, космическим аппаратом F19 программы Defense Meteorological Satellite Program (DSM) и наземными камерами миссии НАСА THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms). Эти объединенные наблюдения позволили получить различные точки зрения за достаточно длительный период времени, чтобы раскрыть больше информации об условиях в космосе, которые способствовали образованию полярной дуги.
Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications 13 января 2026 года, предполагают, что электрические поля активируются космическими волнами, называемыми волнами Альфвена, которые распространяются вдоль линий магнитного поля Земли.
Аналогичное ускорение частиц наблюдалось космическим аппаратом НАСА «Юнона» вокруг Юпитера. Команда Тяня считает, что волны Альфвена также могут питать полярные сияния на Юпитере и других планетах, где наблюдаются полярные сияния.
Комментировать в ВконтактеСмотрите также... HTML, CSS-шпаргалка с примерами - тег IMG, figure и picture. Адаптирование, форматирование, эффекты Полный список обработчиков событий HTML / Javascript с примерами |
