Недавно исследовательская группа под руководством ученых Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) опубликовала новое интересное исследование в журнале Nature. В исследовании указывается, что в прошлом академические круги обычно считали, что существует «точка насыщения» в реакции Земли на экстремальные геомагнитные бури. Эта теория может быть вызвана только предвзятостью данных и статистической иллюзией. Это означает, что когда в будущем произойдут экстремальные солнечные явления, фактический ущерб, нанесенный Земле, может оказаться в два раза серьезнее, чем ожидалось ранее.
В своей повседневной деятельности Солнце время от времени выбрасывает в космос плазму, состоящую из заряженных частиц высокой энергии. Это корональный выброс массы. Когда эти заряженные частицы устремятся к Земле на высокой скорости, без защиты магнитного поля Земли, они нанесут разрушительный удар по спутникам, электросетям и различным электронным инфраструктурам, от которых зависят люди. Оглядываясь назад, можно сказать, что «Событие Кэррингтона», разразившееся в 1859 году, было самой сильной геомагнитной бурей, с которой когда-либо сталкивались люди. В то время оно парализовало некоторые системы телеграфа и вызвало пожары. Чтобы лучше оценить риски, с которыми сталкивается наше современное электронное общество, исследователи уже давно объединили наблюдения наземных магнитометров с данными о солнечном ветре, полученными с удаленных зондов.
Однако в ходе прошлого накопления данных ученые обнаружили, что связь между интенсивностью солнечной бури и геомагнитной активностью в высоких широтах демонстрирует постепенно замедляющуюся кривую, как будто существует какой-то потолок или верхний предел геомагнитной активности. Ранее научное сообщество предлагало различные гипотезы этого «эффекта насыщения», такие как колебания заряженных частиц, ограничивающие движение частиц, уменьшение скорости пересоединения магнитного поля при определенных условиях или динамика давления плазмы, ограничивающая ток.
После повторного изучения исходных данных и внесения поправок на соответствующие неопределенности последняя исследовательская группа под руководством ученых НАСА обнаружила, что этот, казалось бы, изогнутый график на самом деле можно объяснить обычным статистическим явлением — «возвратом к среднему значению». Исследователи отмечают, что эта статистическая погрешность особенно очевидна, когда речь идет о неопределенных измерениях экстремальных значений, и что предыдущие анализы данных не полностью учитывали высокую степень неопределенности во времени и интенсивности явлений солнечного ветра.
Если эти неопределенности правильно учтены в расчетах, фактические измерения движения солнечного ветра на самом деле должны быть менее экстремальными, а это означает, что не существует так называемого «защитного верхнего предела» для магнитного поля Земли. Исследовательская группа пришла к выводу, что после исправления ошибок в данных реакция Земли на движение солнечного ветра на самом деле полностью линейна, а фактическое воздействие экстремальных геомагнитных бурь на Землю может быть в два раза выше, чем ожидалось ранее. Это исследование не только обновляет понимание человечеством пределов космической погоды, но и звучит предупреждением о необходимости предотвращения экстремальных солнечных бурь в будущем.