В России научились предсказывать бреши в магнитном поле Земли

Механизм возникновения магнитных бурь на Земле открыли специалисты СФУ в составе научного коллектива. Новый математический инструмент, созданный на основе статистических данных, полученных с искусственных спутников нашей планеты, позволяет предсказать возмущения магнитного поля, вызываемые солнечным ветром. Результаты представлены в Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

Солнце непрерывно излучает заряженные частицы (ионы, протоны, электроны), которые разлетаются от него во все стороны. Это явление называется солнечным ветром, скорость которого достигает 500-600 км/с. Подлетая к Земле, частицы солнечного ветра натыкаются на препятствие в виде магнитного поля (магнитосферы планеты) и тормозятся, рассказали специалисты Сибирского Федерального университета (СФУ).

Ученые пояснили, что магнитосфера нашей планеты имеет сложную форму, вытянутую в направлении движения потока заряженных частиц от центра Солнечной системы. Но в этой стенке время от времени появляются бреши, через которые заряженные частицы прорываются внутрь магнитосферы и вызывают сильные возмущения магнитного поля (магнитные бури) на Земле.

Чтобы понять причину возникновения таких брешей, нужно иметь детальное представление о том, что происходит перед границей магнитосферы, где останавливается солнечный ветер.

Ученые СФУ с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) создали математический инструмент для предсказания магнитных полей и электрических токов перед магнитосферой Земли.

По словам ученых, им удалось математически смоделировать влияние солнечного ветра на границу магнитосферы и распределение межпланетного магнитного поля солнечного происхождения вокруг этой границы. При создании модели использовались данные с искусственных спутников Земли с 1995 по 2022 год, находящиеся в открытом доступе.

«Столь обширная база данных позволила выявить такие интересные фундаментальные закономерности, как значительное усиление межпланетного магнитного поля перед границей магнитосферы, а также сильные смещения самой границы в зависимости от направления принесенного солнечного магнитного поля», — пояснил профессор кафедры прикладной механики СФУ Николай Еркаев.

Специалист уточнил, что ключевую роль играет именно направление межпланетного магнитного поля по отношению к магнитному полю Земли. Если направления магнитных полей противоположны, то граница магнитосферы частично приоткрывается и возникает та самая брешь, через которую проникают электрические токи и энергичные заряженные частицы внутрь магнитосферы.

Российским исследованиям в области влияния солнечного излучения и других факторов космической погоды на околоземное космическое пространство и космическую деятельность также посвящен проект СФУ «Автостопом по науке. Сибирский путь», реализующийся при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования России #075-15-2024-573.