Космічні бурі пофарбували в червоний небо Японії

Дослідники з Університету Хоккайдо та Окинавського інституту науки і технологій вивчили п'ять таких подій, що спостерігалися з Хоккайдо з червня 2024 року по березень 2025-го. Виявилося, що червоні сяйва піднімалися незвично високо - приблизно від 500 до 800 кілометрів над Землею. При цьому самі магнітні бурі за стандартними індексами виглядали лише помірними.

Це важливо не тільки для любителів красивого неба. Такі сяйва можуть вказувати на сильне стиснення магнітосфери - захисної магнітної оболонки Землі. А зміни у верхніх шарах атмосфери впливають на супутники, особливо на низьких орбітах.

Деталі

Полярні сяйва виникають, коли заряджені частинки, що прийшли від Сонця, взаємодіють із магнітним полем Землі та атмосферою. Біля полюсів такі явища бувають яскравими і частими. У нижчих широтах, включно з Японією, сяйва трапляються набагато рідше і зазвичай мають інакший вигляд - частіше як червоне світіння.

Червоний колір пов'язаний з атомами кисню високо в атмосфері. Коли заряджені частинки передають їм енергію, кисень потім випускає світло. У звичайних умовах низькоширотні червоні сяйва частіше виникають на висотах приблизно 200-400 кілометрів. У новій роботі їх оцінили як більш високі - понад 500 кілометрів, а в окремих випадках до 800 кілометрів.

Вчені пояснюють це незвично сильним стисненням магнітосфери. Під час вивчених подій до Землі приходили щільні потоки сонячного вітру - потоків заряджених частинок від Сонця. Вони тиснули на магнітосферу сильніше звичайного, "стискаючи" її ближче до планети.

Через це верхні шари атмосфери могли нагріватися і розширюватися, а область, де народжується червоне сяйво, піднімалася вище. При цьому за звичними індексами такі бурі не виглядали екстремальними. Дослідники припускають, що частина показників могла недооцінювати реальну силу того, що відбувається, тому що заряджені частинки виходили з системи інакше, ніж зазвичай.

Для аналізу використовували не тільки супутникові дані. Велику роль зіграли фотографії звичайних спостерігачів із різних районів Японії. За тим, під яким кутом сяйво було видно з різних точок, учені змогли відновити висоту світних структур уздовж ліній магнітного поля.

Такий підхід показує, що громадянська наука стає важливою частиною спостережень за космічною погодою. Рідкісні сяйва можуть з'являтися там, де немає щільної мережі професійних приладів, але є люди з камерами і смартфонами.

Чому це важливо

Червоне сяйво над Японією - не тільки красиве явище. Воно допомагає зрозуміти, як Земля реагує на потоки сонячної речовини та енергії. Якщо звичайні індекси показують бурю як помірну, а атмосфера і магнітосфера поводяться так, ніби подія сильніша, це важливо враховувати в прогнозах.

Космічна погода впливає на супутники, зв'язок, навігацію та енергосистеми. Коли верхня атмосфера нагрівається і розширюється, супутники на низькій навколоземній орбіті відчувають більший опір. Їхні орбіти можуть змінюватися швидше, ніж очікувалося.

Це особливо актуально зараз, коли кількість супутників на низьких орбітах швидко зростає. Чим точніше вчені розуміють такі події, тим краще можна прогнозувати ризики для супутників і планувати їхню роботу.

Бекграунд

Японія розташована значно південніше від регіонів, де полярні сяйва спостерігають регулярно. Тому кожна поява червоного сяйва над Хоккайдо чи іншими районами країни привертає увагу астрономів та любителів неба.

Останніми роками такі події вивчають дедалі активніше. Наприклад, спостереження червоного сяйва над Хоккайдо 1 грудня 2023 року вже показали, що навіть не найсильніша за звичайними показниками магнітна буря може дати помітне червоне світіння, якщо сонячний вітер був особливо щільним і сильно стиснув магнітосферу.

Нова робота продовжує цю лінію. Вона показує, що слабкі червоні сяйва над Японією можуть бути не просто рідкісною красою, а індикатором процесів, які стандартні оцінки космічних бур відображають не повністю.

Джерело

Tomohiro M. Nakayama, Ryuho Kataoka, "Faint red auroras as seen from Japan associated with intense magnetospheric compression", Journal of Space Weather and Space Climate, 2026.

У дослідженні проаналізовано п'ять червоних низькоширотних сяйв, що спостерігалися з Хоккайдо з червня 2024 року по березень 2025 року. Автори зіставили супутникові дані та фотографії спостерігачів із різних районів Японії. Вони дійшли висновку, що сяйва виникали під час помірних за стандартними індексами магнітних бур, але супроводжувалися сильним стисненням магнітосфери і піднімалися на висоти понад 500 кілометрів.