Международная группа ученых под руководством профессора Сколтеха Татьяны Подладчиковой разработали новый метод 3D реконструкции явлений космической погоды, а именно ударных волн, рождающихся во время  выбросов энергии на Солнце. Полученные результаты могут помочь в понимании и прогнозировании экстремальных космических погодных явлений, оказывающих непосредственное влияние на работу технологических систем в космосе и на Земле. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Космическая погода порой важнее погоды на Земле. Солнечные вспышки и корональные выбросы массы, гигантские облака плазмы, распространяющиеся от Солнца со скоростью 100-3500 км/с, подобно сверхзвуковому самолёту, могут инициировать крупномасштабную магнитозвуковую ударную волну в атмосфере Солнца. Ударная волна также может путешествовать в межпланетном пространстве и ускорять солнечные энергичные частицы, летящие во всех доступных направлениях, которые представляют большую опасность для космонавтов и спутников.  Корональные выбросы массы и связанные с ними ударные волны при встрече с магнитосферой Земли могут вызывать сильные геомагнитные бури и полярные сияния. Уже сегодня, чтобы спастись от выброса миллиардов тонн электрифицированного газа, который сносит все на своем пути, в некоторых странах выключают антенны спутникового телевидения и другую спутниковую аппаратуру во избежание их неизбежной поломки во включенном состоянии, прекращают любые спутниковые маневры, предупреждают о неправильной работе навигационных приборов, меняют траектории авиаперелётов, а также отменяют авиаперелёты через полюса.

 

 

В 2006 г. в космос была запущена миссия НАСА СТЕРЕО, благодаря которой появилась фундаментально новая и уникальная возможность изучения Солнца и крупномасштабных возмущений в солнечной атмосфере. СТЕРЕО состоит из двух одинаковых космических аппаратов, один из них обгоняет орбиту Земли, второй чуть отстает. Это позволяет одновременно наблюдать Солнце из двух разных точек, и таким образом использовать стереоскопический эффект восстановления трехмерной структуры взрывных явлений на Солнце, что невозможно выполнить по одиночному измерению.  

 

 

 

Ученые из Сколтеха, Грацского университета имени Карла и Франца и Королевской обсерватории Бельгии на основе данных, получаемых со Стерео разработали новый метод 3D реконструкции крупномасштабных магнитозвуковых ударных волн, которые наблюдаются в крайнем ультрафиолете и рождаются во время мощных выбросов энергии на Солнце.

 

«Оценка 3D структуры и высоты магнитозвуковых ударных волн, наблюдаемых в крайнем ультрафиолете – это нетривиальная задача. Поскольку плазма является оптически прозрачной на наблюдаемых длинах волн, измеряемый сигнал отражает излучение, которое интегрируется вдоль линии зрения спутника, что существенно затрудняет идентификацию объектов на разных СТЕРЕО изображениях», – рассказывает первый автор исследования, профессор Сколтеха, Татьяна Подладчикова.

Ученым удалось выполнить оценку высоты ударной волны в достаточно сложных условиях, когда оба спутника СТЕРЕО наблюдают разные сегменты волны, а также когда волна становится диффузной и сигнал слабеет. Кроме того  3d реконструкция позволяет корректно оценить скорость распространения волны.  

«Предлагаемый подход основан на комбинации методов геометрии стереозрения с дополнительными тонкими инструментами фильтрации шумов и может быть полезен для изучения и прогнозирования экстремальных космических погодных явлений.  И какие бы не бушевали бури, мы желаем вам хорошей космической погоды» – говорит  Татьяна Подладчикова.

*****

Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) – негосударственное научно-образовательное учреждение. Созданный в 2011 году при участии Массачусетского технологического института (МТИ), институт готовит новые поколения исследователей и предпринимателей, развивает научные знания и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром в новом тысячелетии. Сколтех строит свою работу, опираясь на опыт лучших российских и международных образовательных и исследовательских институтов. При этом особый акцент делается на преподавание навыков предпринимательской и инновационной деятельности. Сайт: https://www.skoltech.ru/

 

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81