На початку листопада 2023 року полярне сяйво спостерігали на дивовижно низьких широтах, аж до Італії і Техасу. Такі явища вказують на вплив викиду сонячної корональної маси на магнітне поле та атмосферу Землі. Але нещодавнє світлове шоу — це ніщо проти величезної магнітної бурі в лютому 1872 року.
Полярні сяйва, спричинені цією подією, спостерігали в таких близьких до екватора місцях, як Бомбей і Хартум. Міжнародна група, до складу якої входили науковці з дев’яти країн, опублікувала результати докладного дослідження цієї історично важливої події, простежуючи її сонячне походження та широкомасштабні земні впливи.
Ця магнітна буря суттєво порушила телеграфний зв’язок, але в сучасному технологічно залежному світі така буря порушила б електромережі та супутниковий зв’язок. Висновки дослідників підтверджують, що такі екстремальні бурі є більш поширеними, ніж вважали раніше науковці.
У сучасному світі ми все більше залежимо від технологічної інфраструктури, такої як електромережі, системи зв’язку та супутники. Однак ця залежність робить нас дедалі вразливішими до впливу великих геомагнітних бур.
«Що довше може бути припинено електропостачання, то більше людям, особливо тим, хто живе в міських районах, буде важко впоратися», — пояснив доцент Хаякава (Hayakawa), перший автор статті в The Astrophysical Journal.
Такі бурі можуть бути достатньо потужними, щоб у гіршому випадку вивести з ладу електромережу, системи зв’язку, літаки та супутники. «Чи могли б ми жити без такої інфраструктури?» Хаякава каже. «Ну, давайте просто скажемо, що це буде надзвичайно складно».
Щоправда екстремальні геомагнітні бурі трапляються рідко. У останніх дослідженнях виділяють дві такі події: бурю Керрінґтона (the Carrington storm) у вересні 1859 р. та бурю Нью-Йоркської залізниці (the New York Railroad storm) у травні 1921 року. Нове дослідження припускає, що ще одну таку бурю, бурю Чепмена-Сільвермена (the Chapman-Silverman storm) у лютому 1872 року, також слід розглядати як одну із цих екстремальних подій.
Тоді буля була достатньо потужною, щоб вплинути на технологічну інфраструктуру навіть у тропіках. Телеграфний зв’язок по підводному кабелю в Індійському океані між Бомбеєм (Мумбаї) і Аденом був порушений на кілька годин. Схожі збої були зафіксовані в стаціонарному зв’язку між Каїром і Хартумом.
Географічний підсумок видимості полярних сяйв 4 лютого 1872 р. Авторські права на зображення: Хаякава та ін. (2023). Фото з сайту https://phys.org.
Багатопрофільну групу з 22 вчених очолювали Хісаші Хаякава (Hisashi Hayakawa) з Нагоянського університету в Японії, Едвард Клайвер (Edward Cliver) з Національної сонячної обсерваторії США і Фредерік Клетт (Frédéric Clette) з Королівської обсерваторії Бельгії. Дослідники використовували історичні записи та сучасні методи, щоб оцінити бурю Чепмена-Сільвермана починаючи від її сонячного походження (першопричина геомагнітних бур — спалахи на Сонці та викиди корональної маси, Ред.) до земних впливів.
Щодо сонячного походження група звернулася до майже забутих записів сонячних плям з історичних архівів, особливо бельгійських та італійських записів. Для земних впливів вони використовували вимірювання геомагнітного поля, зареєстровані в таких різноманітних місцях, як Бомбей (Мумбаї), Тифліс (Тбілісі) і Гринвіч, щоб оцінити розвиток з плином часу та інтенсивність бурі. Вони також дослідили сотні записів про полярне сяйво на різних мовах, спричинене цією бурею.
Одним із найцікавіших аспектів геомагнітної бурі 1872 року було те, що вона, ймовірно, стала наслідком розвитку середньої за розміром, але складної групи сонячних плям поблизу центра сонячного диска. Наявність такої групи підтверджено аналізом сонячних записів у Бельгії та Італії. Ці знахідки свідчать про те, що навіть середня група сонячних плям викликала одну з найсильніших на Землі магнітних бур в історії.
Хаякава та його колеги розширили свої дослідження історичних полярних сяйв, переглянувши записи в бібліотеках, архівах і обсерваторіях по всьому світу. Вони ідентифікували понад 700 записів полярних сяйв, які вказували на те, що нічне небо було освітлене чудовими полярними сяйвами від полярних районів до тропіків (до ≈ 20° широти в обох півкулях).
Бельгійський малюнок Сонця 3 лютого 1872 року з плямами та групами плям на його диску. Авторські права на зображення: © Royal Astronomical Society (RAS MS Bernaerts, v. 3, f. 26). Фото з сайту https://phys.org.
«Наші висновки підтверджують, що буря Чепмена-Сільвермана в лютому 1872 року була однією з найсильніших геомагнітних бур у новітній історії. Її сила зрівнялася з бурею Керрінґтона у вересні 1859 року та бурею Нью-Йоркської залізниці у травні 1921 року», — сказав Хаякава. «Це означає, що тепер ми знаємо: світ бачив принаймні три геомагнітні супербурі за останні два століття. Явища космічної погоди, які можуть спричинити такий серйозний вплив, становлять ризик, який неможливо не брати до уваги».
Хаякава сказав: «Такі екстремальні події трапляються рідко. З одного боку, нам пощастило, що такі такі супербурі не трапилися в наш час. З іншого боку, поява трьох таких подій протягом 6 десятиліть показує, що загроза для сучасного світу є реальною. Таким чином, збереження та аналіз історичних записів є важливими для оцінки, розуміння та пом’якшення впливу таких подій».
Недавні полярні сяйва спостерігали на півночі Греції та у північній частині США. Нині Сонце наближається до максимуму 25 сонячного циклу, який, за прогнозами, буде в 2025 році (за останніми оцінками максимум буде 2024 р. — Ред.), і ми можемо очікувати посилення активності полярних сяйв в найближчі роки.
Стаття авторського колективу: The Extreme Space Weather Event of February 1872: Sunspots, Magnetic Disturbance, and Auroral Displays, The Astrophysical Journal (2023).
За інф. з сайту https://phys.org
