Вчені наблизилися до того, щоб краще прогнозувати сонячні бурі

30 червня 2026 р. 22:46

30 червня 2026 р. 22:46

Простіше кажучи, сонячна буря ніби на деякий час змінює «малюнок» частинок, що летять до нашої планети. Якщо навчитися розшифровувати цей слід, можна краще зрозуміти, що відбувається всередині самої бурі та наскільки небезпечною вона може бути для Землі.

Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters.

Вчені використовували дані китайської обсерваторії LHAASO, одного з найбільших детекторів космічних променів у світі.

Що таке сонячна буря

Сонячна буря — це не просто яскравий спалах на Сонці. Іноді Сонце викидає в космос величезну хмару розпеченої плазми з магнітним полем. Такі викиди називають корональними викидами маси.

Якщо така хмара летить у бік Землі, вона може спричинити геомагнітну бурю. Вона не є безпосередньо небезпечною для людини на поверхні планети, але може впливати на технології: супутники, радіозв’язок, навігацію, GPS/GNSS та електромережі.

Тому вченим важливо не тільки бачити, що на Сонці стався спалах, але й розуміти, що саме летить до Землі: наскільки сильне у цієї хмари магнітне поле, як воно влаштоване і які наслідки може спричинити.

Як це стосується космічних променів

Космічні промені — це дуже енергійні частинки, які прилітають до Землі з космосу. Вони постійно вдаряються об верхні шари атмосфери й створюють каскади інших частинок. Їх можна реєструвати спеціальними детекторами.

Досі вчені знали, що сонячні бурі можуть впливати на порівняно менш енергійні космічні промені. Але вважалося, що частинки дуже високих енергій повинні майже вільно проходити крізь магнітні структури сонячних бур.

Нове дослідження показало: це не завжди так. Навіть дуже енергійні космічні промені можуть трохи «відчувати» сонячну бурю. Не те щоб вони повністю зникали, але їхній потік стає дещо нерівномірним.

Що помітили вчені

Команда дослідників вивчила сонячну бурю, яка пройшла поблизу Землі 4 листопада 2021 року. Для цього використовували дані обсерваторії LHAASO у Китаї.

LHAASO реєструє сотні мільйонів космічних променів на годину. Вчені аналізували не просто загальну кількість частинок, а те, з яких напрямків вони надходять. Це важливо: звичайні атмосферні зміни можуть спотворити загальний потік, але вони не повинні створювати стійкий «перекіс» за напрямком.

І такий перекіс знайшли. Протягом кількох годин з однієї частини неба надходило менше космічних променів, ніж зазвичай. Автори пов’язали це з тим, що передній край сонячної бурі містив область сильної магнітної турбулентності. Вона розсіювала частину космічних променів і створювала помітний слід у даних.

Простими словами

Уявіть, що до Землі постійно летить «дощ» із космічних частинок. Зазвичай він надходить майже рівномірно з усіх боків.

Але коли між Землею та космосом проходить сонячна буря, вона ніби трохи змінює цей дощ. В одному напрямку частинок стає менше. Це схоже на тінь, яку буря залишає у потоці космічних променів.

Саме цю «тінь» вчені й навчилися помічати.

Чому це може допомогти з прогнозом

Сьогодні сонячні бурі відстежують за допомогою космічних апаратів і спостережень за Сонцем. Але у них є обмеження: супутник вимірює умови лише в тій точці, де він знаходиться.

Космічні промені можуть дати ширшу картину. Вони проходять через великі ділянки простору, тому за їхніми змінами можна зрозуміти, що відбувається не лише в одній точці, а в більшій частині сонячної бурі.

Якщо такі спостереження підтвердяться під час інших подій, космічні промені можуть стати додатковим інструментом попередження. Це не замінить супутники, але може доповнити їх і допомогти раніше оцінювати структуру небезпечної бурі. У самій статті автори пишуть, що це спостереження відкриває можливість вивчати міжпланетні магнітні структури за допомогою масивів детекторів космічних променів по всьому світу.

Чому це важливо для Землі

Сильні сонячні бурі можуть порушувати роботу технологій, від яких залежить сучасне життя. NOAA попереджає, що корональні викиди маси можуть викликати геомагнітні бурі, погіршувати роботу GPS/GNSS, радіозв’язку, супутників і навіть створювати додаткові струми в електромережах.

Тому завдання вчених — не просто знати, що «буря буде», а розуміти, якою вона буде. Одна буря може пройти майже непомітно, а інша — спричинити серйозні проблеми для супутників та інфраструктури.

Новий метод може допомогти саме в цьому: краще бачити внутрішню магнітну структуру бурі, яка летить до Землі.

Контекст

Сонячна активність особливо важлива зараз, тому що людство дедалі більше залежить від супутників, навігації, зв’язку та енергетичної інфраструктури. Чим більше таких систем, тим важливіше заздалегідь розуміти, як космічна погода може на них вплинути.

Спостереження LHAASO показують, що навіть дуже енергійні космічні частинки можуть працювати як своєрідний «сканер» сонячної бурі. Це робить космічні промені не лише об’єктом астрофізики, а й потенційним інструментом для захисту земних технологій.

Джерело

Дослідження: Zhen Cao et al., «Transient Large-Scale Anisotropy in TeV Cosmic Rays due to an Interplanetary Coronal Mass Ejection», Physical Review Letters, 2026. DOI: 10.1103/mkk2-hbq5. Також доступний препринт на arXiv .

Наука