4 ноября на Земле действовала продолжительная сильная магнитная буря (2021)

Автор: Lkgios 05.11.2021 06:36

4 ноября 2021 года около 18 часов длилась на Земле сильная магнитная буря. Подобное событие стало возможным в результате солнечной вспышки уровня М1.7 (класс М означает сильные вспышки, предшествующие максимальному классу X), произошедшую 2 ноября и выбросивших в сторону Земли сгусток плотных корональных масс, т.е. массы солнечного вещества. Усредненный индекс геомагнитной активности* на протяжении последних суток достигал 7 баллов (при максимальном значении 9), что соответствовало уровню сильной геомагнитной бури (G3) - это третий уровень по 5-бальной шкале магнитных бурь.

Удар заряженной плазмы по магнитосфере Земли пришел 3 ноября в 20 часов по всемирному времени. Наблюдения космических аппаратов зафиксировали резкий рост скорости солнечного ветра — с 400 до свыше 800 км/с и скачок плотности межпланетной плазмы почти в 100 раз. Видимость всполохов полярного сияния местами достигало южных широт, так что наблюдатели обширной территории России (у кого облака не загораживали горизонт) с большой вероятностью могли стать свидетелями разноцветного свечения северного сегмента ночного неба. Довольное широкое авроральное кольцо (область видимости сияния) позволяло увидеть северное сияние на широтах вплоть до 50° широты!

Напомним, 1 ноября 2021 года Земля также прошла через облако солнечной плазмы, выброшенное Солнцем 28 октября в результате экстремального локального взрыва уровня Х1 и трех взрывов М-класса. В результате данного события в момент вспышки над частью Западного и над Восточным полушариями произошел сильный «blackout» коротковолновых радиосигналов, т.е. нарушение радиосвязи. При этом сила ударной волны по Земле, пришедшей через пару дней после выброса солнечного вещества, не оправдала прогнозов и оказалась в много раз ниже ожидавшейся.

Вчерашняя буря держала высокий уровень достаточно продолжительное время, потрепав довольно хорошо магнитосферу нашей планеты.

График уровня магнитной бури за последние три дня
Кр-индекс* обычно усредняется по трехчасовым промежуткам, поэтому максимальный индекс оказался равным на графике Кр=7

Изображение: Лаборатория рентгеновской астрономии Солнца, ФИАН

* Индекс Kp, характеризующий геомагнитную активность, был введен в 1938 году немецким геофизиком Джулиусом Бартелсом (Julius Bartels). В шкале Kp есть 10 уровней, значения от 0 до 3 соответствуют спокойной магнитосфере, уровень 4 - возмущенной, а уровни с 5 по 9 - магнитным бурям от слабой до экстремальной. Планетарный индекс Kp вычисляется как среднее значение К-индексов, определенных на 13 геомагнитных обсерваториях, расположенных между 44 и 60 градусами северной и южной геомагнитных широт.

Северное полярное сияние можно было увидеть в эту ночь во всех местах выше красной линии на карте (при отсутствии облаков в северном сегменте неба).

Карта видимости сияний на Евразийском континенте в зависимости от индекса геомагнитной активности

Kp=3 соответствует низкому уровню геомагнитной активности, в то время как Kp=9 — самый высокий уровень

Полярные сияния наблюдаются преимущественно в высоких широтах обоих полушарий в овальных зонах-поясах, окружающих магнитные полюса Земли — авроральных овалах. Диаметр авроральных овалов составляет ~ 3000 км во время спокойного Солнца. Обычно полярные сияния наблюдаются в широтах 67—70°, однако во времена солнечной активности авроральный овал расширяется и полярные сияния могут наблюдаться в более низких широтах — на 20—25° южнее границ их обычного проявления.

Модель овала полярных сияний над северным полюсом 4 ноября 2021 года в 12:20 UT

Красные области соответствуют наиболее интенсивному уровню геомагнитного возмущения атмосферы.
Изображение: NOAA's National Weather Service

Солнечный ветер — представляет собой быстрый поток горячей плазмы, уходящей от Солнца во всех направлениях. Земля постоянно погружена в этот поток солнечного ветра, причем плотность потока может меняться в результате вспышек и выбросов солнечной плазмы в окружающее пространство.

Так почему же, вчерашняя магнитная буря оказалась в несколько раз мощнее всего от одной вспышки М-класса, чем от серии взрывов на Солнце 28 октября трех сильных М и одной мощной Х-класса?

График геомагнитной обстановки с 30 октября по 1 ноября 2021 года

Изображение: Лаборатория рентгеновской астрономии Солнца, ФИАН

Как сообщила, Лаборатория рентгеновской астрономии Солнца ФИАН:

"Измерения плотности пришедшей от Солнца плазмы, произведённые аппаратом ACE (НАСА), который расположен в 1.5 миллионах километров по направлению к Солнцу и первым погружается в движущиеся от Солнца облака, показали, что выброшенное в сторону Земли вещество (от 28 октября) имело форму пустотелой сферы ("мыльного пузыря"). При видимых огромных размерах и скорости, газовое облако содержало относительно небольшую массу, так как состояло в основном из оболочки, внутри которой вещество почти отсутствовало. При этом и скорость плазмы, около 1000 км/сек, и её температура, около 1 миллиона градусов, имели очень высокие значения, характерные для рекордных по силе солнечных выбросов. По всей видимости, именно отсутствие массы и, соответственно, кинетической энергии для удара, не позволило создать серьезных последствий для Земли. Кроме того, благоприятной оказалась структура магнитного поля выброса, которая заблокировала проникновение солнечной плазмы внутрь магнитного поля Земли. В результате возмущения магнитного поля, хотя и произошли, как и ожидалось, оказались слабее прогноза... "

График вспышечной активности Солнца с 28 по 29 октября 2021 года по данным спутника GOES-15

График вспышечной активности Солнца с 31 октября по 01 ноября 2021 года по данным спутника GOES-15

ПОЧЕМУ ВОЗНИКАЕТ ПОЛЯРНОЕ СИЯНИЕ?

Сияние происходит из-за того, что верхние слои атмосферы планеты взаимодействуют с заряженными частицами солнечного ветра. Эти частицы высыпаются в земную атмосферу, формируя полярные сияния. Различные молекулы и атомы атмосферы планеты при взаимодействии с частицами солнечного ветра дают разный цвет свечения, например: кислород — зеленый или коричневато-красный, в зависимости от количества поглощенной энергии, азот синий или красный.

Полярное сияние 20 января 2016. Вид из космоса.

Фото: ESA/NASA 

При наблюдении с поверхности Земли полярное сияние проявляется в виде общего быстро меняющегося свечения неба или движущихся лучей, полос, корон, "занавесей". Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.

Полярные сияния весной и осенью возникают заметно чаще, чем зимой и летом. Замечено, что близ весеннего и осеннего равноденствия полярные сияния бывают чаще и ярче даже при слабых магнитных бурях.