Saulės audros gali būti žymiai pavojingesnės nei manyta — naujas tyrimas

Pridėkite „Technaujienos.lt“ prie mėgstamų „Google“ šaltinių.

Pridėti

Žemės magnetinis laukas gali ne taip veiksmingai slopinti ekstremalių Saulės audrų poveikį, kaip mokslininkai manė daugelį metų. Naujas tyrimas rodo, kad tariama viršutinė riba, nuo kurios stiprėjantis Saulės vėjas nebesukelia proporcingai stipresnės Žemės reakcijos, galėjo būti ne tikras fizikinis reiškinys, o matavimų ir jų analizės sukurta statistinė iliuzija.

Liepos 15 d. žurnale „Nature“ paskelbto tyrimo autoriai teigia, kad, ištaisius Saulės vėjo matavimų neapibrėžtumą, Žemės geomagnetinis atsakas toliau didėja beveik tiesiškai. Mokslininkų skaičiavimu, esant itin stipriam Saulės vėjui, poveikis mūsų planetai galėtų būti maždaug dvigubai didesnis, nei buvo prognozuojama pagal tradicinius modelius.

Tai nereiškia, kad artimiausiu metu Žemę būtinai pasieks katastrofiška audra. Tačiau tyrimas keičia supratimą apie tai, kokio masto poveikiui turėtų ruoštis elektros tinklų, palydovų, navigacijos ir ryšio sistemų operatoriai.

Ilgametė „soties“ teorija galėjo būti statistinė iliuzija

Saulės vėjas yra nuolatinis iš Saulės sklindančių elektringųjų dalelių srautas. Jam sustiprėjus ir palankiai susiorientavus tarpplanetiniam magnetiniam laukui, į Žemės magnetosferą gali būti perduodamas didelis energijos kiekis. Tuomet kyla geomagnetinės audros, galinčios sutrikdyti palydovų veiklą, radijo ryšį, navigacijos sistemas ir elektros perdavimo tinklus.

Naujausi straipsniai

4 min. skaitymo • prieš 1 val

„Claude“ naudotojų pokalbiai atsidūrė „Google“ paieškoje – kaip to išvengti?

3 min. skaitymo • prieš 2 val

„Apple“ Išleido svarbų „Apple Watch“ atnaujinimą – jį rekomenduojama įdiegti nedelsiant

5 min. skaitymo • prieš 20 val

Geriamajame vandenyje JAV aptikta netikėtai daug ličio – tyrimo rezultatai aktualūs ir Lietuvai

Visi naujausi straipsniai →

Ankstesni stebėjimai rodė, kad silpnesnėmis sąlygomis Žemės atsakas stiprėja kartu su Saulės vėju, tačiau pasiekus labai aukštas reikšmes kreivė pradeda plokštėti. Susidarė įspūdis, kad magnetosfera pasiekia savotišką „soties“ būseną: net ir toliau stiprėjant Saulės poveikiui, geomagnetinė reakcija nebedidėja tokiu pačiu tempu.

Šiam reiškiniui paaiškinti per kelis dešimtmečius buvo pasiūlyta mažiausiai dešimt skirtingų fizinių teorijų. Tačiau naujojo tyrimo autoriai teigia neradę patikimų statistinių įrodymų, kad tokia fizinė riba apskritai egzistuoja.

Problema slypi tame, kaip matuojamas Saulės vėjas. Didžioji dalis duomenų renkama ties L1 Lagranžo tašku, esančiu maždaug už 1,5 mln. kilometrų nuo Žemės Saulės kryptimi. Ten esantys aparatai gali iš anksto užfiksuoti artėjantį dalelių srautą, tačiau tai nėra ta pati vieta, kurioje Saulės vėjas galiausiai sąveikauja su Žemės magnetiniu lauku.

Kol dalelės pasiekia magnetosferą, jų savybės gali pasikeisti. Taip pat ne visada tiksliai žinoma, kiek laiko trunka jų kelionė nuo matavimo vietos iki Žemės. Tyrimo autoriai apskaičiavo, kad santykinis neapibrėžtumas gali siekti bent 30 proc. ir kisti priklausomai nuo matuojamo Saulės vėjo stiprumo.

Čia pasireiškia reiškinys, vadinamas regresija į vidurkį. Kai užfiksuojama neįprastai didelė, tačiau nevisiškai tiksli reikšmė, tikrasis ją sukėlęs dydis statistiškai dažniau būna ne toks ekstremalus. Jeigu Žemės reakcija palyginama tiesiogiai su labai aukštu L1 taške užfiksuotu matavimu, ji gali atrodyti per silpna. Kartojantis tokiems atvejams susiformuoja klaidingas įspūdis, kad magnetosferos atsakas pasiekė ribą.

Mokslininkai sukūrė modelį, kuriame įvertino Saulės vėjo kelionės trukmės neapibrėžtumą ir atsitiktinius jo pokyčius pakeliui į Žemę. Vien šių veiksnių pakako beveik tiksliai atkurti tariamą „soties“ kreivę, matytą 1995–2019 m. stebėjimuose – nereikėjo jokio fizinio mechanizmo, kuris ribotų magnetosferos reakciją.

Pritaikius statistinę korekciją, ryšys tarp Saulės vėjo stiprumo ir geomagnetinio atsako tapo iš esmės tiesinis iki ribos, kuriai turima pakankamai duomenų. Viršijus maždaug 15 milivoltų metrui reikšmę stebėjimų jau per mažai, todėl mokslininkai negali tvirtai pasakyti, kaip magnetosfera elgtųsi dar ekstremalesnėmis sąlygomis.

Pavojus elektros tinklams ir palydovams galėjo būti nuvertintas

Tyrimo autoriai apskaičiavo, kad, ekstrapoliuojant iki itin stiprioms audroms būdingų sąlygų, geomagnetinis poveikis Žemei galėtų būti maždaug dvigubai didesnis, nei prognozavo senesni „soties“ modeliai. Tai nėra teiginys, kad kiekviena stipri Saulės audra sukels dvigubai daugiau žalos. Išvada reiškia, kad blogiausių scenarijų vertinimuose galėjo būti numatyta per žema galimo poveikio riba.

Geomagnetinės audros gali sukelti elektros sroves ilguose laidininkuose, įskaitant aukštos įtampos perdavimo linijas ir vamzdynus. Jos taip pat gali trikdyti GPS bei kitas palydovinės navigacijos sistemas, paveikti radijo ryšį, didinti palydovų gedimų riziką ir keisti viršutinės atmosferos tankį. Dėl to žemoje Žemės orbitoje skriejantys palydovai gali patirti didesnį pasipriešinimą.

Ryškiausias istorinis pavyzdys yra 1859 m. Karingtono įvykis – stipriausia kada nors užfiksuota geomagnetinė audra. Tuomet pašvaistės buvo matomos net Kuboje, o telegrafo tinklai įvairiose pasaulio vietose sutriko, kibirkščiavo ir kai kur sukėlė gaisrus. XIX amžiaus viduryje telegrafas buvo viena iš nedaugelio nuo elektros priklausomų pasaulinių technologijų. Šiandien panašaus masto įvykis paliestų gerokai daugiau sistemų.

Tyrėjai nepaneigia galimybės, kad dar ekstremalesnėmis ir iki šiol nestebėtomis sąlygomis magnetosferos atsakas vis dėlto galėtų pasiekti ribą. Tačiau šiuo metu turimi duomenys tokios ribos nepatvirtina. Todėl infrastruktūros atsparumo modeliuose nebebūtų saugu pasikliauti prielaida, kad Žemės magnetinė aplinka savaime nuslopins pačių stipriausių Saulės audrų poveikį.

Lietuvai ši tema taip pat nėra vien tolima kosmoso mokslo problema. Šalies ryšio, navigacijos ir energetikos infrastruktūra yra sujungta su platesniais Europos tinklais, todėl didelio masto geomagnetinės audros padariniai galėtų būti juntami gerokai toliau nei tose vietose, kur danguje pasirodytų ryškiausios pašvaistės.