Когда на Солнце происходят выбросы и извержения корональной массы, может генерироваться мощный солнечный ветер, вспышки излучения и заряженных частиц которого обрушиваются на Землю. Это событие, при котором высокоэнергетические частицы проникают в верхние слои атмосферы Земли и вызывают такие явления, как полярные сияния, известно как геомагнитная буря или солнечная буря.
Изображение: нейросеть qwen
Обычно большая часть частиц, исходящих от Солнца, перехватывается и отклоняется магнитным полем Земли. Эти ионы накапливаются в так называемом солнечном кольцевом токе, расположенном в тысячах километров над экватором. Однако до сих пор в научных кругах дискутировали о том, какая часть частиц в солнечном кольцевом токе происходит от сильного солнечного ветра. Японская исследовательская группа под руководством Наритоши Китамуры из Университета Нагоя смогла случайно ответить на этот вопрос.
В мае 2024 года на Землю обрушилась одна из самых мощных солнечных бурь, когда-либо зарегистрированных. Поскольку японский спутник «Арасе» вращался непосредственно внутри кольцевого тока Земли, стало возможным проанализировать происхождение частиц. По словам Китамиуры, это было «первое одновременное наблюдение ионов кольцевого тока и солнечного ветра во время такой мощной геомагнитной бури». Солнечная буря вызвала 40-процентное снижение интенсивности магнитного поля на высоте 16 000 километров.
Согласно результатам исследования, гораздо меньше частиц в кольцевом токе происходило из солнечного ветра, чем ожидалось. Высокоэнергетические ионы в основном происходили из самой атмосферы Земли и были выброшены в кольцевой ток.
«Около 85 процентов ионов составляли ионы кислорода из ионосферы нашей планеты», — объяснил Китамиура.
Приток тяжелых ионов в кольцевой ток может объяснить, почему суперсолнечные бури, подобные той, что произошла в мае 2024 года, так значительно ослабляют магнитное поле Земли. Считается, что это обогащение кольцевого тока тяжелыми и энергичными ионами из атмосферы Земли усиливает магнитные возмущения и изменяет потоки частиц. Ученые опубликовали результаты своего исследования в журнале Science Advances.
