Արեգակնային հզորագույն փոթորիկները կարող են ուժեղանալ ոչ թե Արեգակի վրա, այլ հենց Երկրի մթնոլորտում տեղի ունեցող գործընթացների հաշվին։ Այս եզրակացությանն են հանգել ճապոնացի հետազոտողները՝ ուսումնասիրելով 2024 թվականի մայիսի մագնիսական փոթորիկը։ Արբանյակային չափումները ցույց են տվել, որ այս իրադարձության ընթացքում մոլորակի շուրջ օղակաձև հոսանք ձևավորած լիցքավորված մասնիկների մոտ 85%-ը եկել է Երկրի մթնոլորտի վերին շերտերից։ Բացահայտումը փոխում է ծայրահեղ գեոմագնիսական խոտորումների զարգացման մեխանիզմների մասին պատկերացումները և կարող է օգնել ավելի ճշգրիտ կանխատեսել տիեզերական եղանակի վտանգավոր երևույթները։

Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Science Advances ամսագրում։ Տվյալները ստացվել են ճապոնական Arase արբանյակի միջոցով, որը փոթորկի ընթացքում դիտարկել է Երկրի մագնիսոլորտը։

Երկրի մթնոլորտի անսպասելի դերը

2024 թվականի մայիսին արեգակնային մի քանի հզոր արտանետումներ մագնիսացված պլազմայի ամպեր են հաջորդաբար ուղղել դեպի Երկիր։ Տիեզերքում դրանց փոխազդեցությունից հետո լիցքավորված մասնիկների հոսքերը հասել են մոլորակի մագնիսոլորտ և առաջացրել վերջին տասնամյակների ամենաուժեղ գեոմագնիսական փոթորիկներից մեկը։ Պայծառ բևեռափայլեր են դիտվել այնպիսի տարածաշրջաններում, որտեղ նման երևույթը չափազանց հազվադեպ է հանդիպում։

Gannon storm կամ «Մայրերի օրվա փոթորիկ» անվանումը ստացած փոթորկի ժամանակ SYM-H ինդեքսի արժեքը հասել է մինուս 518 նանոտեսլայի։ Սա խոտորման ուժգնությամբ երկրորդ ցուցանիշն է եղել 1981 թվականին չափումների մեկնարկից ի վեր։ Համադրելի իրադարձություն նախկինում դիտվել էր 2004 թվականի նոյեմբերին։

Գեոմագնիսական խոտորումների հիմնական գործոններից մեկը օղակաձև հոսանքն է՝ բարձր էներգիայով լիցքավորված մասնիկների հսկայական գոտի, որը պտտվում է Երկրի շուրջ՝ մի քանի հազար կիլոմետր բարձրության վրա։ Այն հիմնականում բաղկացած է թթվածնի և ջրածնի իոններից։ Դրանց շարժումն առաջացնում է սեփական մագնիսական դաշտ, որը մասամբ հակազդում է Երկրի մագնիսական դաշտին։ Արդյունքում մոլորակի մակերևույթի մոտ չափվող մագնիսական դաշտը թուլանում է։

Մինչ այժմ գիտնականներին հայտնի էին օղակաձև հոսանքի մասնիկների երկու հիմնական աղբյուր՝ արեգակնային քամին, որը նյութ է բերում Արեգակից, և իոնոլորտը՝ Երկրի վերին մթնոլորտի էլեկտրականապես լիցքավորված շերտը։ Ենթադրվում էր, որ հատկապես հզոր փոթորիկների ժամանակ զգալի ներդրում պետք է ունենար հենց արեգակնային քամին։

Սակայն Arase-ի չափումներն այլ պատկեր են ցույց տվել։ Հայտնաբերված իոնների մոտ 85%-ը կազմել է Երկրի իոնոլորտից եկած թթվածինը։ Արեգակնային ծագման մասնիկների ներդրումն օղակաձև հոսանքի կազմում համեմատաբար փոքր է եղել։

Հետազոտության գլխավոր հեղինակ, Նագոյայի համալսարանի Տիեզերքի և երկրային միջավայրի հետազոտությունների ինստիտուտի աշխատակից Նարիտոսի Կիտամուրայի խոսքով՝ սա նման ուժգնության փոթորկի ընթացքում օղակաձև հոսանքի և արեգակնային քամու իոնների առաջին միաժամանակյա դիտարկումն է։

Մագնիսական դաշտը թուլացել է 40%-ով

Arase արբանյակը մայիսյան իրադարձության ևս մեկ անսովոր առանձնահատկություն է արձանագրել։ Փոթորկի գագաթնակետին մոտ Երկրից շուրջ 16 հազար կիլոմետր բարձրության վրա մագնիսական դաշտի լարվածությունը նվազել է 40%-ով։ Այսքան զգալի թուլացում արձանագրվել է մոլորակին շատ ավելի մոտ, քան համադրելի մագնիսական խոտորումների նախորդ դիտարկումների ժամանակ։

Միաժամանակ արբանյակի սարքերը հայտնաբերել են բարձր էներգիայով էլեկտրոնների քանակի նվազում․ դրանք սովորաբար շրջանառվում են մագնիսոլորտի այս հատվածում։ Մագնիսական դաշտի ուժեղ փոփոխությունը կարող է փոխել էլեկտրոնների շարժման հետագծերը և շեղել դրանք սովորական ուղեծրերից։ Սակայն հետազոտողները դեռ չեն պարզել՝ արդյոք հենց դաշտի թուլացումն է եղել դրանց քանակի նվազման անմիջական պատճառը։ Այս կապը հաստատելու համար անհրաժեշտ են լրացուցիչ դիտարկումներ։

Գիտնականները ենթադրում են, որ երկրային ծագման թթվածնի ծանր իոնների անսովոր բարձր խտությունը կարող էր ուժեղացնել մագնիսական խոտորումը և հանգեցնել նրան, որ օղակաձև հոսանքն իր առավելագույն ուժգնությանը հասներ Երկրին ավելի մոտ։

Ինչու է բացահայտումը կարևոր փոթորիկների կանխատեսման համար

Գեոմագնիսական փոթորիկները վտանգ են ներկայացնում ոչ միայն արբանյակների և տիեզերական սարքերի համար։ Դրանք կարող են խաթարել GPS նավիգացիայի և կապի համակարգերի աշխատանքը, ճառագայթային ռիսկեր ստեղծել տիեզերական տեխնիկայի համար և խափանումներ առաջացնել էլեկտրացանցերում։

Ուստի գործնական նշանակություն ունի հասկանալը, թե ինչպես է ձևավորվում և զարգանում նման փոթորիկը։ Մինչ այժմ կանխատեսման մոդելները հիմնականում հիմնվել են արեգակնային քամու բնութագրերի վրա։ Նոր տվյալները ցույց են տալիս, որ ապագա խոտորման ուժգնությունը գնահատելու համար անհրաժեշտ է հաշվի առնել նաև Երկրի մթնոլորտի վերին շերտերի վիճակը, մասնավորապես՝ այնտեղից մագնիսոլորտ անցնող իոնների քանակը։

Այս գործընթացի հետագա ուսումնասիրման համար ճապոնացի հետազոտողներն առաջարկում են FACTORS առաքելությունը, որը նախատեսվում է ներկայացնել Ճապոնիայի օդատիեզերական հետազոտությունների գործակալության (JAXA) նախագծերի առաջիկա մրցույթի շրջանակում։ Այն նախատեսում է երկու արբանյակի արձակում, որոնք կուսումնասիրեն մթնոլորտային իոնների՝ մագնիսոլորտ տեղափոխման մեխանիզմները և դրանց ազդեցությունը գեոմագնիսական փոթորիկների վրա։

Եթե առաքելությունն իրականացվի, դրա տվյալները կօգնեն ավելի լավ հասկանալ արեգակնային նյութի և Երկրի մթնոլորտի փոխազդեցությունը և կատարելագործել տիեզերական եղանակի ծայրահեղ երևույթների կանխատեսումը։ Սա թույլ կտա նախապես գնահատել արբանյակների, նավիգացիոն համակարգերի, կապի ցանցերի և էներգետիկ ենթակառուցվածքների համար ռիսկերը։