Анализ, проведенный исследователями из Университета Уорика, показал, что эти суббури проявляются в виде систем электрического тока глобального масштаба, связанных с захватывающим полярным сиянием и охватывающих более трети земного шара в высоких широтах.
Новое исследование, в котором участвуют Уорикский университет, Университет Джона Хопкинса – Лаборатория прикладной физики, Бергенский университет и Университет Крэнфилда, и опубликованное сегодня (23 марта) в журнале Nature Communications, обрабатывает данные о возмущениях в магнитном поле Земли, полученные более чем от сотни человек. магнитометры в Северном полушарии с использованием новой техники, которая позволяет им находить «единомышленников».
Магнитометры регистрируют изменения магнитного поля Земли.
Когда заряженные частицы нашего Солнца бомбардируют магнитное поле Земли, оно накапливает энергию, как аккумулятор. В конце концов, эта энергия высвобождается, что приводит к возникновению в ионосфере крупномасштабных электрических токов, которые создают возмущения магнитных полей на земле. В крайних случаях это может нарушить работу линий электропередач, электронных и коммуникационных систем и технологий, таких как GPS.
Используя исторические данные коллаборации магнитометров SuperMAG, исследователи применили алгоритмы сетевой науки, чтобы найти корреляцию между сигналами магнитометров во время 41 известной суббури, которая произошла в период с 1997 по 2001 год. Они используют те же принципы, которые позволяют сайту социальной сети рекомендовать новых друзей или предлагать вам соответствующую рекламу, когда вы просматриваете Интернет.
Магнитометры, обнаруживающие когерентные сигналы, были связаны с сообществами, независимо от того, где они были расположены на земном шаре. Со временем они увидели, как каждая суббуря развивалась из множества более мелких сообществ в единую большую коррелированную систему или сообщество на пике своего развития.
Это привело авторов к выводу, что суббури представляют собой одну когерентную систему течения, которая простирается по большей части ночного мира в высоких широтах, а не ряд отдельных небольших и разрозненных систем течения.
Д-р Лорен Орр, которая руководила исследованием в рамках своей докторской диссертации на факультете физики Уорикского университета и сейчас работает в Ланкастерском университете, сказала: «Мы использовали хорошо зарекомендовавший себя метод сетевой науки, называемый обнаружением сообщества, и применили его к проблема космической погоды.
Идея состоит в том, что если у вас много маленьких подгрупп внутри большой группы, она может выделить подгруппы.
"Мы применили это к космической погоде, чтобы выделить группы в пределах станций магнитометров на Земле. Исходя из этого, мы пытались выяснить, существует ли одна большая текущая система или множество отдельных отдельных текущих систем.
"Это хороший способ позволить данным рассказать нам о том, что происходит, вместо того, чтобы пытаться подогнать наблюдения к тому, что, по нашему мнению, происходит."
В некоторых недавних работах было высказано предположение, что авроральные суббури состоят из ряда более мелких систем электрического тока и остаются таковыми на протяжении всего своего жизненного цикла. Это новое исследование демонстрирует, что, хотя суббуря начинается с множества мелких возмущений, она довольно быстро превращается в большую систему в течение примерно десяти минут.
Отсутствие корреляции на ранних стадиях может также свидетельствовать о том, что не существует единого механизма развития этих суббурь.
Результаты имеют значение для моделей, предназначенных для предсказания космической погоды. Космическая погода была включена в Национальный реестр рисков Великобритании в 2012 году и обновлена в 2017 году с рекомендацией о дополнительных инвестициях в прогнозирование.
Соавтор, профессор Сандра Чапман, добавляет: «Наше исследование представляет собой совершенно новую методологию просмотра этих данных. В физике космической плазмы и космической погоде мы перешли от эпохи нехватки данных к эпохе богатых данными, поэтому нам нужны новые инструменты.
Это первая демонстрация того, что вы можете применить один из этих инструментов в нашей области и получить действительно важный результат. Нам пришлось многому научиться, чтобы это сделать, но при этом открывается новое окно с данными."