Корональные дыры
Не каждое возмущение, направляющееся к Земле, начинается со взрыва. Некоторые из наиболее стабильно повторяющихся геомагнитных активностей исходят от того, что на снимках Солнца выглядит как ничто — темное тихое пятно на Солнце, называемое корональной дырой. Это не извержение. Это отверстие, и то, что из него вытекает, может нарушать магнитное поле Земли в течение нескольких дней подряд.
Что такое корональная дыра
Корональная дыра — это область солнечной короны, которая выглядит темной на изображениях в крайнем ультрафиолете (EUV) и мягком рентгеновском излучении, потому что она действительно холоднее и менее плотная, чем окружающая плазма. Такая низкая плотность существует потому, что магнитное поле в корональной дыре открыто и униполярно — силовые линии простираются в космос, а не замыкаются обратно на поверхность, давая заряженным частицам четкий путь для выхода, а не застревания в замкнутой магнитной петле.
Именно эта открытая структура делает корональные дыры важными для космической погоды: она позволяет солнечному ветру улетать гораздо свободнее, чем из окружающих областей, создавая поток необычайно быстрого солнечного ветра, обычно от 500 до 800 км/с, направленный в ту сторону, куда обращена дыра.
Где они образуются
Корональные дыры наиболее устойчивы и стабильны на северном и южном полюсах Солнца, где большие полярные дыры являются почти постоянным явлением. Они также могут развиваться изолированно вдали от полюсов — либо формируясь самостоятельно, либо отделяясь как продолжение полярной дыры, дрейфующей к более низким широтам — и именно эти изолированные дыры с наибольшей вероятностью оказываются обращенными к Земле. Корональные дыры обычно более распространены и долговечны в годы вокруг солнечного минимума, хотя изолированные дыры регулярно появляются и во время солнечного максимума, просто конкурируя за внимание с вспышками и корональными выбросами массы, которые доминируют в активной фазе.
От корональной дыры до CIR: как возмущение на самом деле достигает Земли
Быстрый ветер от устойчивой корональной дыры сталкивается с более медленным, типичным солнечным ветром впереди него, и поскольку быстрый поток догоняет, а не начинается заново, они не просто проходят друг через друга — они накапливаются в сжатую, турбулентную границу, называемую областью коротирующего взаимодействия (CIR). CIR прибывает первой, характеризуясь повышением плотности частиц и более сильным межпланетным магнитным полем, за которым следует сам высокоскоростной поток, отмеченный ростом скорости и температуры солнечного ветра при снижении плотности. Эта передача — сначала плотность и напряженность поля, затем скорость — это признак, по которому прогнозисты определяют, что происходит CIR, а не другое возмущение.
Почему одна и та же корональная дыра возвращается снова
Поскольку Солнце совершает полный оборот примерно каждые 27 дней, устойчивая корональная дыра воздействует на Землю не один раз — она возвращается в обращенное к Земле, или «геоэффективное», положение примерно по тому же графику, иногда несколько солнечных оборотов подряд. Это самый предсказуемый паттерн во всей космической погоде: как только дыра оказалась геоэффективной, прогнозисты могут обоснованно ожидать ее следующего прохождения примерно через четыре недели, задолго до того, как это произойдет.
Что происходит, когда оно достигает Земли
Высокоскоростные потоки из корональных дыр и их головные CIR обычно вызывают геомагнитные бури уровня G1–G2 (слабые–умеренные), хотя редкие более сильные события возможны, особенно когда CIR взаимодействует с не связанным с ним корональным выбросом массы, прибывающим примерно в то же время. Магнитная полярность потока (классифицируется как положительная или отрицательная) также влияет на то, как он взаимодействует с полем Земли, наряду с более известной ориентацией Bz, которая определяет силу любой возникающей бури.
Установленные эффекты
Буря уровня G1–G2 от потока корональной дыры может вызывать слабые колебания напряжения в энергосетях, незначительное торможение спутников и поверхностное заряжение, а также видимость полярных сияний примерно до 60° геомагнитной широты или, при более сильных условиях G2, еще южнее — в северные штаты США, Британские острова и центральную Скандинавию. Это та же категория установленных эффектов, описанных в статье этой энциклопедии о геомагнитных бурях, только обычно на более мягком конце шкалы, длящихся более длительный период дней, а не сконцентрированных в одном резком событии.
Что такое корональная дыра?
Корональная дыра — это область солнечной короны, которая выглядит тёмной на ультрафиолетовых и рентгеновских снимках, поскольку она холоднее и менее плотная, чем окружающая среда. Это происходит из-за того, что её магнитные силовые линии открыты, что позволяет солнечному ветру выходить более свободно, чем из остальной части короны.
Где образуются корональные дыры?
Они наиболее устойчивы на северном и южном полюсах Солнца, но также могут образовываться изолированно на более низких широтах, либо независимо, либо как продолжение полярной дыры. Изолированные дыры на более низких широтах с наибольшей вероятностью становятся обращёнными к Земле.
Что такое область взаимодействия с ко-ротацией (CIR)?
CIR — это сжатая турбулентная граница, которая образуется, когда быстрый поток солнечного ветра из корональной дыры догоняет более медленный ветер впереди него. Сначала приходит она, характеризуемая повышением плотности и напряжённости магнитного поля, а затем и сам более быстрый поток.
Почему корональные дыры вызывают повторяющуюся геомагнитную активность?
Поскольку Солнце совершает оборот примерно за 27 дней, устойчивая корональная дыра возвращается в обращённое к Земле положение по тому же графику, иногда на протяжении нескольких оборотов подряд, что делает её эффекты одним из наиболее предсказуемых явлений в космической погоде.
Насколько сильны геомагнитные бури, вызванные корональными дырами?
Большинство высокоскоростных потоков из корональных дыр вызывают бури уровня G1–G2 (слабые и умеренные), хотя возможны и более сильные события, особенно когда поток взаимодействует с не связанным с ним корональным выбросом массы (CME), прибывающим примерно в то же время.
Корональные дыры чаще встречаются в минимуме или максимуме солнечной активности?
Корональные дыры обычно наиболее устойчивы и распространены в период солнечного минимума, однако изолированные корональные дыры регулярно появляются и в солнечный максимум, часто накладываясь на вспышечную и CME-активность более активной фазы цикла.

