Гигантска слънчева буря връхлетя Земята преди 150 години – и сега ново изследване разкрива, че е по-често срещано, отколкото си мислехме

А през ноември тази година северното сияние беше видяно необичайно далеч на юг, на места като Италия и Тексас. Това се дължи на ефектите от изхвърлянето на слънчевата коронална маса върху магнитното поле и атмосферата на Земята. Това обаче беше незначително в сравнение с масивната слънчева буря, която се случи през февруари 1872 г.

Събитието от 1872 г. предизвика глобално сияние, което можеше да се види дори близо до екватора на места като Бомбай и Хартум. Наскоро международен екип от учени от девет страни публикува цялостен анализ на това важно историческо събитие, проследявайки неговия слънчев произход и широкомащабни въздействия върху земята.

Телеграфните комуникации бяха силно нарушени от тази буря, но в днешното общество, движено от технологиите, такава буря би нарушила електрическите мрежи и сателитните комуникации. Техните открития потвърждават, че подобни силни бури са по-чести, отколкото се смяташе досега.

Съвременната слабост на слънчевите бури

В съвременния свят все повече разчитаме на технологична инфраструктура като електрически мрежи, комуникационни системи и сателити. Тази зависимост обаче ни прави все по-уязвими към въздействието на големи геомагнитни бури.

„Колкото по-дълго захранването е прекъснато, толкова повече общността, особено тези, които живеят в градските райони, ще се бори да се справи“, обяснява доцент Хаякава, водещ автор на изследването. Такива бури могат да бъдат достатъчно големи, за да унищожат електрическата мрежа, комуникационните системи, самолетите и сателитите в най-лошия случай. „Можем ли да поддържаме живота си без тази инфраструктура?“ „Е, нека просто кажем, че ще бъде много трудно“, коментира Хаякава.

Слънчевите изригвания и изхвърлянето на коронална маса на Слънцето се причиняват от „магнитно повторно свързване“ – когато линиите на магнитното поле с противоположни посоки се сливат, рекомбинират и разделят, създавайки експлозии, които освобождават огромни количества енергия. Кредит: Лаборатория за концептуални изображения на НАСА

Такива силни бури са рядкост. В последните проучвания се открояват две такива бури: бурята на Карингтън от септември 1859 г. и бурята на железопътната линия в Ню Йорк от май 1921 г. Новото проучване предполага, че друга буря, бурята Чапман-Силвърман от февруари 1872 г., също трябва да се счита за една от най-мощен. Това са екстремни събития.

По това време бурята беше достатъчно голяма, за да засегне технологичната инфраструктура дори в тропическите региони. Телеграфните комуникации по подводния кабел в Индийския океан между Бомбай (Мумбай) и Аден бяха прекъснати за часове. Имаше съобщения за подобни смущения по наземната линия между Кайро и Хартум.

Задълбочен анализ от международен екип

Мултидисциплинарният екип, съставен от 22 учени, беше ръководен от университета Нагоя в Япония (Hisashi Hayakawa), Националната слънчева обсерватория в Съединените щати (Edward Cleaver) и Кралската обсерватория на Белгия (Frédéric Klett). 22-ма изследователи са използвали исторически записи и съвременни техники, за да оценят бурята Чапман-Силвърман от нейния слънчев произход до нейните земни въздействия.

За слънчевия произход групата се обърна към до голяма степен забравени записи на слънчеви петна от исторически архиви, особено белгийски и италиански записи. За форсиране на земята те използваха измервания на геомагнитното поле, записани на толкова различни места като Бомбай (Мумбай), Тбилиси (Тбилиси) и Гринуич, за да оценят времевата еволюция и интензивността на бурите. Те също така проучиха стотици разкази за визуални полярни сияния на различни езици, причинени от бурята.

Чертеж на белгийско слънчево петно, показващо повърхността на Слънцето на 3 февруари 1872 г. Източник: Кралско астрономическо общество (RAS MS Bernaerts, v. 3, f. 26)

Един от най-интересните аспекти на бурята от 1872 г. е, че тя вероятно произхожда от средно голям, но сложен клъстер от слънчеви петна близо до центъра на слънчевия диск, както се потвърждава от анализи на слънчеви записи от Белгия и Италия. Тези резултати показват, че дори клъстер от слънчеви петна с умерен размер е причинил една от най-екстремните магнитни бури в историята.

Цялостно изследване на историческото сияние

Хаякава и колегите му разшириха изследванията си върху историческите сияния чрез търсене на записи в библиотеки, архиви и обсерватории по света. Те са идентифицирали повече от 700 аврорални записа, показващи, че нощното небе е осветено от зрелищни аврорални дисплеи от полярните региони до тропиците (до ≈20° ширина в двете полукълба).

„Нашите открития потвърждават, че бурята Чапман-Силвърман от февруари 1872 г. е една от най-екстремните геомагнитни бури в съвременната история. Нейният размер съперничи на урагана Карингтън от септември 1859 г. и железопътната буря в Ню Йорк от май 1921 г.“, каза Хаякава. знаем, че светът е преживял поне три геомагнитни бури през последните два века. Събитията в космическото време, които биха могли да причинят толкова голямо въздействие, представляват риск, който не може да бъде изключен.

Географско резюме на наблюдението на полярното сияние на 4 февруари 1872 г. Кредит: Hayakawa et al. (2023)

„Подобни екстремни събития са рядкост“, каза Хаякава. От една страна, ние сме щастливи, че не сме преживели такива масивни бури в днешно време. От друга страна, появата на три такива супербури за шест десетилетия показва, че заплахата пред съвременното общество е реална. Следователно запазването и анализирането на исторически записи е важно за оценка, разбиране и смекчаване на въздействието на такива събития.

Скорошни аврорални прояви са наблюдавани в Северна Гърция и Северните Съединени щати. В момента Слънцето се доближава до максимума на слънчевия цикъл 25, който се очаква да се случи през 2025 г., и можем да очакваме засилена аврорална активност през следващите години.

Справка: „Екстремното космическо метеорологично събитие от февруари 1872 г.: Слънчеви петна, магнитни смущения и аврорални прояви“ от Хисаши Хаякава, Едуард У. Кливър, Фредерик Клет, Юсуке Ебихара, Шин Ториуми, Илария Ермоли, Теодосий Чацистергос, Кентаро Хатори и Делорес Дж. . Книп, Шон Б. Блейк, Джана Кози, Кевин Риърдън, Филип А. Бурдин, Доротея Гаст, Михаил Вохмянин, Китаро Мацумото, Йошизуми Мийоши, Хосе Р. Рибейро, Анна Б. Кореа, Дейвид М. Уилис, Матю Н. Уайлд и Сам М. Силвърман, 31 ноември 2023 г., на Астрофизичен вестник.
doi: 10.3847/1538-4357/acc6cc