Магнітні бурі на Землі тривають уже четвертий день і знову посилюються: чому це відбувається

Що відбувається з магнітним полем Землі?

Коротко нагадаємо: 29 вересня планета зіткнулася зі збуреннями на рівні G1, який зберігався приблизно до восьмої ранку 30 вересня, після чого зріс спочатку до рівня G2 о 8:15 за київським часом, а потім і до G3 о 9:45. Протягом дня рівні коливалися, але тримались у межах G1-G2. Аналогічна ситуація спостерігалась і 1 жовтня. Проте вже вранці 2 жовтня прилади почали фіксувати повторне зростання кількості сонячного вітру. Kp-індекс, який показує загальні обсяги сонячного випромінювання, яке зіштовхується з планетою, щойно виріс до позначки 7, що відповідає магнітній бурі рівня G3, пише 24 Канал з посиланням на SpaceWeatherLive.

Дивіться також Це шанс нарешті прогнозувати магнітні бурі: учені здивовані новим моделюванням Сонця 

Чому ж це відбувається? Насправді причиною не є корональний викид маси, які зазвичай і призводять до таких сильних і тривалих збурень. Цього разу варто подякувати ефекту Рассела-Макферрона. Протягом кількох тижнів, які межують з моментом рівнодення (22 вересня), магнітне поле Сонця може з'єднуватися з магнітним полем Землі. В таких обставинах навіть незначні пориви сонячного вітру запалюють полярні сяйва, пише SpaceWeather.

Враховуючи, що на нас прямо зараз дивляться відразу дві корональні діри, які призводять до посилення витоку сонячної матерії в космос, не дивно, що збурення такі сильні й тривалі. Вчені зазначають, що швидкість сонячного вітру досить велика, пориви сягають 600 кілометрів на секунду.

Сяйво над ісландським водоспадом Гюдльфосс з веселкою у нижньому правому куті / Фото Білла Вільямса

Детальніше про ефект Рассела-Макферрона

Науковці Крістофер Расселл і Роберт Макферрон уперше описали це явище 52 роки тому. Їхню наукову статтю від 1 січня 1973 року можна знайти на сторінках American Geophysical Union. Ефект Расселла-Макферрона пояснює, чому геомагнітні бурі та полярні сяйва трапляються частіше і є інтенсивнішими навесні та восени, в періоди, близькі до рівнодення. Цей ефект описує, як взаємодія між магнітними полями Сонця та Землі стає найбільш ефективною в ці періоди, що дозволяє більшій кількості енергії сонячного вітру проникати в магнітосферу Землі. Теорія є однією з провідних гіпотез, що пояснюють піврічну варіацію геомагнітної активності.

В основі ефекту лежить орієнтація магнітних полів Землі та Сонця. Магнітне поле Землі має нахил, через що здебільшого воно не збігається з магнітним полем сонячного вітру. Це відхилення відбиває значну частину сонячного вітру від планети. Магнітне поле сонячного вітру також має свою орієнтацію. Коли його південна складова спрямована проти північної складової магнітного поля Землі, вони можуть частково "скасувати" одна одну. Під час рівнодення (у березні та вересні) нахил земної осі стає таким, що магнітне поле Землі та магнітне поле сонячного вітру вирівнюються, але в протилежних напрямках. Це створює ідеальні умови для процесу, відомого як "магнітне перез'єднання". 

Внаслідок цього вирівнювання у магнітосфері Землі утворюються своєрідні "тріщини", через які частинки сонячного вітру легше проникають в атмосферу Землі. Цей процес посилює взаємодію, дозволяючи більшій кількості енергії потрапляти в магнітосферу, що призводить до яскравіших полярних сяйв та сильніших геомагнітних бур. 

Основний наслідок ефекту Расселла-Макферрона – це помітне збільшення геомагнітної активності двічі на рік. Статистичні дані за 75 років показують, що березень є найбільш геомагнітно активним місяцем, а за ним йдуть вересень та жовтень. Це означає, що полярні сяйва в ці періоди можна спостерігати на нижчих широтах, ніж зазвичай.

Що далі?

Науковці зараз не можуть точно сказати, як довго зберігатиметься ефект Рассела-Макферрона, однак прогнозують, що завтра, тобто третього жовтня, магнітні бурі все ще залишатимуться.

• Для північних регіонів це означає постійні полярні сяйва та можливі збої в електромережах.
• Для України все пройде, ймовірно, без наслідків. Річ у тім, що навіть збурень рівня G3 недостатньо, щоб ми побачили сяйва так далеко на півдні. Тож із великою імовірністю ми не відчуємо жодного впливу.
• Постраждати можуть супутники в космосі. Річ у тім, що магнітні бурі призводять до накопичення поверхневого заряду, який може виводити з ладу космічні апарати. Крім того, збурення провокують роздування атмосфери, що змушує супутники сходити з орбіти й падати на планету. Це означає потребу в корегуванні траєкторії. Тривалий вплив може бути більш шкідливим для них, ніж короткочасний потік, який виникає внаслідок коронального викиду маси.

Враховуючи, що рівнодення було ще 22 вересня, а отже минуло вже більше тижня, ефект Рассела-Макферрона повинен зникнути вже в найближчий тиждень, залишивши планету в спокої.

STEVE, SAR і полярне сяйво на одному знімку, зробленому у Фінляндії 30 вересня 2025 року / Фото Матті Геліна

Спостерігачі бачили STEVE і SAR

Тим часом на Алясці помітили явище STEVE – яскраву бузкову стрічку світла, спричинену гарячими плазмовими потоками у верхніх шарах атмосфери. 

STEVE (Strong Thermal Emission Velocity Enhancement або сильне підвищення швидкості теплового випромінювання) – це атмосферне явище, яке зазвичай спостерігають лише на півночі. Це дуга шириною 25-30 кілометрів, яка тягнеться небом на сотні або тисячі кілометрів, лишаючись там годину або довше. Зазвичай STEVE набуває фіолетових відтінків і часто супроводжується зеленими спалахами.

Явище STEVE, яке спостерігали на Алясці 29 вересня / Фото Даріла Педерсона

Це атмосферне явище виникає, коли потік надзвичайно гарячого газу, розігрітого до 3000 градусів за Цельсієм, рухається на великій швидкості через верхні шари атмосфери Землі. Цей процес спричинений взаємодією сонячних частинок з магнітним полем планети, але механізм його появи відрізняється від класичного полярного сяйва.

На відміну від полярних сяйв, які виникають через бомбардування молекул атмосфери зарядженими частинками Сонця, STEVE є світінням самого потоку гарячого газу. Цей потік формується на висоті від 100 до 300 кілометрів, де плазма нагріває атмосферні гази до екстремальних температур. Потім цей розпечений газ починає рухатися зі сходу на захід зі швидкістю близько 6 кілометрів на секунду.

STEVE має сезонний характер, виникаючи в період з жовтня по лютий у Північній півкулі. Часто його бачать одночасно з полярним сяйвом.

Деякі спостерігачі за небом також бачили дуги SAR. Це темно-червоні дуги, спричинені тепловою енергією, що витікає у верхні шари атмосфери Землі з нашої планетарної системи струмів, схожої на кільця Сатурна. Чудовий приклад SAR зафіксували в Мічигані, США:

Явище SAR / Фото Квінна Кеона