Опасность сильнейших солнечных бурь могла быть занижена в 2 раза

NASA и Nature опубликовали неприятный для специалистов по космической погоде вывод: у самых мощных солнечных бурь может не быть того самого «потолка», который годами закладывали в расчёты. Если новая трактовка верна, риск для спутников, связи и энергосистем во время экстремальных событий мог недооценить примерно вдвое.

Речь о пределе мощности геомагнитных бурь. Раньше считали так: солнечный ветер усиливается до определённого уровня, а дальше магнитосфера Земли реагирует почти без прибавки энергии. Отсюда и «плато» на графиках. Объяснений этому эффекту предлагали несколько, но новая работа говорит о другом: насыщенность могла появиться не из-за физического ограничения, а из-за ошибок в данных.

Авторы посмотрели, как вообще измеряют параметры солнечного ветра. Основные данные идут с аппаратов в точке Лагранжа L1 — это примерно 1,5 млн км от Земли. За время, пока плазма долетает до магнитосферы, она успевает измениться. К этому добавляются неточности в определении момента прихода потока и погрешности самих приборов. На экстремальных значениях такие сдвиги особенно заметны, и на графике легко возникает ложное плато.

Почему старые расчёты солнечных бурь могли ошибаться

Исследователи объясняют это через регрессию к среднему. Самые сильные значения чаще оказываются чуть выше или ниже реальности просто из-за шума и случайных ошибок. Когда их складывают в одну зависимость, начинает казаться, что магнитосфера реагирует слабее по мере роста солнечного ветра. На деле кривая может продолжать расти.

Чтобы проверить гипотезу, команда собрала новую статистическую модель с учётом разной точности измерений при разной солнечной активности. Потом данные сравнили с наблюдениями спутников NASA THEMIS и MMS, которые работают ближе к Земле, чем L1. После пересчёта связь между силой солнечного ветра и геомагнитным откликом перестала выглядеть «приплюснутой» и сохранила линейный вид даже на максимальных значениях.

Похожий результат получили и для индексов, по которым оценивают силу электрических токов в верхней атмосфере над полярными областями. Для теории это одно, для практики — совсем другое: именно на такие индексы опираются, когда считают, как солнечная буря скажется на орбите и на Земле. По данным NOAA, сильные геомагнитные события способны выводить из строя спутники, рвать радиосвязь и запускать токи в линиях электропередачи. Такое уже бывало во время крупных бурь.

Если вывод NASA подтвердят другие группы, модели космической погоды придётся переделывать. Для отрасли это значит более жёсткие сценарии риска: рынок спутниковой связи растёт, число аппаратов на орбите уже идёт на тысячи, а к 2030 году их станет ещё больше. И вот тут даже редкая ошибка в оценке экстремальной бури перестаёт быть чисто академическим спором. Это уже вопрос денег и резервов для инфраструктуры.