Северное сияние: три фактора

По просьбе ТрВ-Наука главный научный сотрудник ИКИ РАН (Институт космических исследований РАН), Сергей Пулинец побеседовал с руководителем Центра прогнозов космической погоды ИЗМИ РАН Сергеем Гайдашом и зав. аналитическим отделом Института прикладной геофизики Росгидромета Вячеславом Буровым о полярном сиянии, наблюдавшемся в средней полосе России 17 марта 2015 года (см. также статью Б. Штерна в этом номере газеты).

— Что происходит на Солнце и с «космической погодой» в последние месяцы?

Сергей Гайдаш: Мы сейчас находимся в начале спада последнего солнечного цикла. По современной нумерации это 24-й одиннадцатилетний цикл, с тех пор как ведутся регулярные наблюдения (с 1755 года). Этот цикл характерен тем, что по амплитуде он почти в два раза меньше, чем все предыдущие. Все проявления активности Солнца в течение него также намного слабее. И это хорошо, потому что сокращается вероятность катастрофических последствий, к которым может привести высокая солнечная активность.

В течение последних двух лет эти проявления укладываются в диапазон «малые магнитные бури — умеренные магнитные бури». А более интенсивные события, такие как большая магнитная буря, очень большая магнитная буря, исключительно большая магнитная буря (в соответствии с международной классификацией), пока просто отсутствуют.

Все используемые нами методы прогноза весьма эффективны. Мы регистрируем солнечные вспышки и другие проявления солнечной активности и уже за два-три дня делаем прогноз, что ожидается, например, малая магнитная буря. Примерно так же было и 14 марта, когда на Солнце была зарегистрирована очень небольшая вспышка, но после нее наблюдался выброс массы в виде коронального волокна, а следующей на подходе, 15 марта, была корональная дыра.

— Для читателей газеты поясню, что под корональной дырой имеется в виду пучок открытых силовых линий магнитного поля Солнца, по которому обычно идет интенсивный выброс плазмы.

— Да. Как мы знаем, корональные дыры дают магнитные возмущения, которые могут привести к магнитным бурям, а уровень магнитной возмущенности может достичь 6 (имеется ввиду планетарный индекс геомагнитной активности kp).

— Давайте уточним. Значит, мы имели последовательно солнечную вспышку…

— Но это была очень слабая вспышка, она могла не потянуть даже на малую магнитную бурю.

— Потом был выброс массы в виде волокна…

— Да, но и это могло дать в крайнем случае среднюю магнитную бурю. Ну, а потом была корональная дыра. Каждое из этих событий могло возникнуть, и на Земле бы не ощутили никаких последствий. Но дело в том, что они проявились практически одновременно, и весь этот коктейль сработал. Была сначала очень сильная магнитная буря, на следующий день еще одна, и потом буря послабее, то есть подряд 17, 18 и 19 марта. Дальше всё было спокойно. И наш прогноз на ближайшую неделю таков: землянам больше ни-чего необычного не светит, всё будет спокойно.

— Все-таки было уже много сильных магнитных бурь, но полярные сияния до Москвы доставали только в 2003 и 2004 годах…

— Известно, что чем сильнее геомагнитная активность, тем дальше на юг уходит авроральный овал. Восьмерка (kp = 8) как раз соответствует сиянию на широте Москвы, а при 9 накрывается вся Центральная Европа, в том числе Италия или даже Греция. Такого класса буря была в октябре 2004 года, а самая крупная буря — в октябре 2003 года. Но в 2004 году было облачно, так что сияние в Троицке наблюдали только в 2003 году.

Такие бури бывают один-два раза в течение солнечного цикла. Бури 2003–2004 годов имели место в прошлом цикле солнечной активности, и вот мы дождались такой бури в этом цикле. Теперь нужно ждать, когда мы провалимся в минимум солнечной активности, потом дождемся максимума, и где-то опять на спаде, не раньше чем через десять лет после 2014 года, можно ожидать еще одну подобную магнитную бурю.

— Возвращаясь к последней магнитной буре, можно ли сказать, что три фактора сработали когерентно?

— Да-да-да, именно так. Получилось, что соотношение скоростей было такое, что одно возмущение догнало другое и они совпали в пространстве и во времени.

Если же говорить о каких-то по-следствиях, типа электронов-убийц, высыпающихся из радиационных поясов и выводящих из строя спутники, сообщений об авариях не было. Будем ждать, возможно, их скрывают, никому не хочется оказаться крайним.

— Большое спасибо за комментарий. Дальнейших Вам успехов на ниве прогнозирования космической погоды.

* * *

— Чем был вызван феномен полярных сияний на несвойственных им широтах?

Вячеслав Буров: Магнитное возмущение, которое выразилось в потрясающе красивых картинках полярных сияний в Московской области, а также в Томске, Новосибирске и ряде других регионов северных широт, было обусловлено выбросом корональной массы из солнечной атмосферы.

Почему полярные сияния были видны на низких широтах так сильно и так ярко? Здесь сложились два обстоятельства: во-первых, 14 марта была сравнительно небольшая вспышка класса С9 — это совсем небольшая вспышка с выбросом корональной массы в сторону Земли, но и нельзя сказать, что выброс корональной массы был гигантским.

А вот несколько часов спустя, уже 15 марта, вблизи центрального меридиана Солнца произошел выброс корональной массы редкой мощности, и он был направлен именно в сторону Земли. И видимо, эти два выброса корональной массы при взаимодействии друг с другом с разной скоростью докатились до магнитосферы Земли и обусловили гигантское геомагнитное возмущение, оказавшееся самым сильным в текущем, 24-м солнечном цикле. Такое событие действительно уникально и редко наблюдаемо.

— То есть фактически с Солнца было два выброса?

— Да, именно так, причем первый выброс был обусловлен (или сопровождался, как угодно) солнечной вспышкой, небольшой, класса С9. Удивительно то, что в месте второго выброса не было зарегистрировано солнечной вспышки, — это очень редкое явление.

— И поскольку выброс был мощнее, то догнал предыдущий?

— Да, да, он догнал предыдущий, и, по-видимому, они вместе так исказили нашу магнитную оболочку, что сдвинули овал полярных сияний в сторону низких широт. Будут ли такие выбросы в ближайшее время, сказать трудно, но я так думаю, что солнышко и так нас радует своими проявлениями. В пятницу 20 марта мы наблюдали солнечное затмение — опять же, полный набор удовольствий для жителей именно европейской части России.

— Спасибо за комментарий.

Данные по магнитной буре 17 марта 2015 года можно посмотреть на странице Института прикладной геофизики http://ipg.geospace.ru/storm-20150318.html