Новый метод прогнозирования выброса корональной массы (CME) показывает ценность включения фотоаппаратов в будущие миссии NASA.
Анализ солнечных штормов, проведенный армией гражданских ученых, помог исследователям разработать новый и более точный способ прогнозирования того, когда по Земле может ударить опасная космическая погода. Ученые из Университета Reading добавили анализ, проведенный представителями общественности, к компьютерным моделям, предназначенным для предсказания, когда выбросы корональной массы (CME) - огромные солнечные извержения, вредные для спутников и астронавтов, - поступят на Землю.
Команда обнаружила, что прогнозы были на 20% точнее, а неопределенность уменьшилась на 15% при включении информации о размере и форме CME в добровольный анализ. Данные были получены тысячами представителей общественности во время последнего мероприятия в рамках гражданского научного проекта Solar Stormwatch, который был разработан исследователями Reading и осуществляется с 2010 года.
Полученные данные подтверждают включение широкоугольных камер формирования изображений CME на борту миссий по наблюдению за космической погодой, которые в настоящее время планируются такими агентствами, как NASA и ESA.
Доктор Люк Барнард, исследователь космической погоды на кафедре метеорологии Университета Рединга, который руководил исследованием, сказал: «CME - это капли в форме сосисок, состоящие из миллиардов тонн намагниченной плазмы, которые извергаются из атмосферы Солнца на расстоянии миллионов миль в час. Они способны повредить спутникам, перегрузить электрические сети и подвергнуть космонавтов вредному излучению».
«Поэтому чрезвычайно важно прогнозировать, когда они будут на пути к столкновению с Землей, но это затруднено тем фактом, что скорость и направление CME сильно различаются и подвержены влиянию солнечного ветра, и они постоянно меняют форму, путешествуя в космосе». «Прогнозы солнечных штормов в настоящее время основаны на наблюдениях за выбросами CME, как только они покидают поверхность Солнца, а это означает, что у них большая степень неопределенности. Данные добровольцев предложили второй этап наблюдений в момент, когда CME был более установлен, что дало лучшее представление о его форме и траектории». «Ценность дополнительных наблюдений CME показывает, насколько полезно было бы включить камеры на борту космического корабля в будущие миссии по мониторингу космической погоды. Более точные прогнозы могут помочь предотвратить катастрофический ущерб нашей инфраструктуре и даже спасти жизни».
В исследовании, ученые впервые использовали совершенно новую модель солнечного ветра, разработанную соавтором Рединга профессором Мэтью Оуэнсом, для создания прогнозов CME.
Упрощенная модель может выполнять до 200 имитаций - по сравнению с примерно 20, которые в настоящее время используются более сложными моделями - для получения улучшенных оценок скорости солнечного ветра и его влияния на движение CME, наиболее опасные из которых могут достигать Земли в 15-18 часов.
Добавление общедоступных наблюдений CME к предсказаниям модели помогло получить более ясную картину вероятного пути, по которому CME пойдет в космос, уменьшив неопределенность прогноза. Новый метод может быть применен и к другим моделям солнечного ветра.
Проект Solar Stormwatch возглавлял соавтор Reading профессор Крис Скотт. Он попросил добровольцев проследить контуры тысяч прошлых CME, захваченных гелиосферными снимками - специализированными широкоугольными камерами - на борту двух космических аппаратов NASA STEREO, которые вращаются вокруг Солнца и контролируют пространство между ним и Землей.
Ученые ретроспективно применили свой новый метод прогнозирования к тем же CME, которые проанализировали добровольцы, чтобы проверить, насколько точнее были их прогнозы с дополнительными наблюдениями.
Использование нового метода для будущих прогнозов солнечной бури потребует быстрого анализа изображений, снятых камерой космического корабля, в режиме реального времени, что обеспечит предупреждение о приближении корональных выбросов массы к Земле за несколько часов или даже дней до их прибытия.