Учёные впервые зафиксировали, что верхние слои земной атмосферы начинают пульсировать практически одновременно с мощными вспышками на Солнце. Это открытие может изменить представление о том, насколько быстро солнечная активность влияет на Землю. Исследование выпустил журнал JGR Space Physics.

Солнце - это колоссальный шар плазмы, диаметр которого превышает диаметр Земли в 110 раз. Несмотря на то что температура его поверхности составляет около 6000 °C, внешняя атмосфера - корона - может нагреваться до миллиона градусов. Этот парадокс до сих пор не имеет однозначного объяснения.

Одним из ярких проявлений солнечной активности являются вспышки - резкие выбросы энергии и излучения, обусловленные изменениями в магнитных полях звезды. Иногда они сопровождаются корональными выбросами массы, способными достигать Земли.

Вспышки нарушают работу спутниковой связи, GPS, а также могут вызвать сбои в энергосетях. Световая энергия долетает до Земли примерно за 8 минут, а потоки заряженных частиц - за 2–3 дня.

Существуют пять категорий солнечных вспышек по мощности: A, B, C, M и X. Последние - самые сильные, и в отличие от других классов, у них нет верхней границы мощности: например, возможны вспышки типа X10, X20 и выше.

Новое исследование выявило, что мощные вспышки также вызывают ритмичные изменения в ионосфере - области атмосферы, насыщенной заряженными частицами. Она начинается на высоте около 60 км и простирается на сотни километров вверх. Здесь ультрафиолетовое излучение Солнца и космические лучи ионизируют молекулы кислорода и азота, создавая тонкий, но важный для радиосвязи слой.

Ученые проанализировали поведение ионосферы во время вспышки категории X5.4, которая произошла в районе активных солнечных пятен. Эти пятна - области с пониженной температурой, но повышенной магнитной активностью.

Как показали наблюдения с орбитальных спутников, вспышка сопровождалась квазипериодическими выбросами энергии каждые 90 секунд. Спустя всего полминуты после начала вспышки аналогичные ритмичные изменения - пульсации концентрации электронов - были зафиксированы в ионосфере Земли.

Это означает, что атмосферные слои нашей планеты моментально реагируют на происходящее на Солнце. Фиксация мгновенной синхронной реакции ионосферы на солнечные пульсации демонстрирует, что Земля гораздо чувствительнее к космической погоде, чем предполагалось ранее.

Это открытие указывает на то, что технологические сбои, вызванные солнечными вспышками, могут начинаться практически мгновенно - задолго до того, как достигнуты корональные выбросы массы. По мнению авторов исследования, это требует более оперативных методов слежения за солнечной активностью и пересмотра системы раннего предупреждения о космических угрозах для спутников, связи и энергетических систем.