На полюсах Земли происходят «космические ураганы», влияющие на сигналы GPS

Вокруг полярного региона нашей планеты (и даже в других местах Солнечной системы) электрически заряженные частицы могут образовывать огромные вихри. Эти космические ураганы, как их называют, выбрасывают в атмосферу значительное количество энергии, что приводит к возникновению особых полярных сияний. Исследователи опубликовали в журнале Space Weather новые данные о том, как они влияют на магнитное поле нашей планеты и даже спутников.

Космический ураган обладает всеми признаками обычного урагана, но в космическом смысле. В обычном атмосферном торнадо движение частиц может создавать зону низкого давления, которая втягивает тёплый воздух. По мере охлаждения поднимающегося воздуха потеря тепла подпитывает бурю, делая её сильнее. Космические ураганы характеризуются спиральными рукавами, циклоническим пятном и круговым течением, но движется плазма – жидкость из электрически заряженных частиц, – а не воздух. В космических ураганах тоже идёт дождь, хотя он и состоит из электронов.

Космические ураганы возникают в результате необычайно быстрого и мощного переноса энергии солнечного ветра и заряженных частиц в верхние слои атмосферы Земли, в частности, в ионосферу. Новая работа, на примере типичного космического урагана 2014 года, показала, что он может выбрасывать энергию, сравнимую с энергией магнитной бури в полярных широтах.

Это может вызывать геомагнитные возмущения на поверхности Земли в этих высоких широтах. Также сообщается о том, что это может привести к фазовым мерцаниям в сигналах глобальных навигационных спутниковых систем, таких как GPS. Эти мерцания снижают точность, непрерывность и надежность этих сигналов, создавая проблемы для навигации.

Космические ураганы были впервые обнаружены как отдельное явление космической погоды в 2021 году, но, учитывая, что мы наблюдаем за магнитосферой гораздо дольше, исследователям удалось отследить их по архивным данным за последние два десятилетия. Именно поэтому в этом исследовании используется космический ураган, произошедший за семь лет до его официального открытия.

Предыдущие исследования показали, что нам ещё многое предстоит узнать об этих событиях. В период с 2005 по 2016 год в Северном полушарии произошло 329 космических ураганов, а в Южном — 259. Они чаще всего происходят на полюсе, где в настоящее время длится день (который длится шесть месяцев) на магнитной широте выше 80°. Они также зависят от магнитного поля, солнечного цикла и даже времён года на Земле.