Vol 62, No 2 (2024)

В работе обсуждаются причины экстремального сжатия магнитосферы во время бури 27.II.2023, когда магнитопауза пересекала геостационарную орбиту. При этом полярные сияния наблюдались на средних широтах. Глобальные параметры магнитосферных токовых систем были рассчитаны по данным параметров межпланетной среды и геомагнитных индексов, характеризующих эволюцию кольцевого тока и западного аврорального электроджета, с использованием параболоидной модели магнитосферы. Был вычислен вклад различных токовых систем в наблюдаемое значение D_st-индекса. Вклад токового слоя хвоста сравним с вкладом кольцевого тока для данной бури. Рассчитанное модельное поле сопоставлено с данными магнитометров космических аппаратов GOES-16, 18; результаты достаточно хорошо согласуются с наблюдениями.

В результате анализа данных вертикального и наклонного зондирования ионосферы в феврале – марте 2023 г. с применением нового ионосферного индекса установлено, что солнечные корональные выбросы массы типа петля приводят к длительному понижению критической частоты F-слоя ионосферы, тогда как другие типы корональных выбросов массы могут не приводить к значительным изменениям состояния ионосферы. Отмечена возможная роль высокоскоростных потоков солнечного ветра и энергичных протонов в возникновении ионосферных возмущений. Приводятся дистанционно-­частотные характеристики трассы Кипр – Нижний Новгород во время геомагнитных возмущений, которые свидетельствуют как о сильной деформации F-слоя ионосферы, так и появлении z-образных волновых возмущений, распространявшихся в область меньших высот.

C начала января 2021 г. по конец августа 2023 г. монитор радиационной обстановки космического аппарата Спектр-­РГ зарегистрировал три возрастания темпа счета, которые превышают вариации фона в ходе цикла солнечной активности и имеют сопоставимую максимальную величину. Эти возрастания связаны с солнечными протонными событиями от вспышек Х1.0 28 октября 2021 г., M6.3 25 февраля и M5.7 17 июля 2023 г. На примере этих событий, а также меньших солнечных протонных событий от вспышек M3.7 24 февраля и M4.0 16 июля 2023 г. обсуждаются пороговые критерии «протонных» вспышек. В мощных солнечных протонных событиях вклад от солнечных протонов в радиационную дозу может превысить суммарный вклад от галактического космического излучения за достаточно длительный период, поэтому такие солнечные протонные события являются источниками повышенной радиационной опасности и нуждаются в прогнозировании по наблюдениям в реальном времени. Показано, что в этих пяти вспышках были преодолены пороги по трем критериям: температуре плазмы >12 MK (источник мягких рентгеновских лучей), длительности (>5 мин) микроволнового или жесткого рентгеновского излучения (ускорения электронов >100 кэВ), высоте развития вспышечного процесса >60 Мм (радиоизлучение на плазменных частотах <610 МГц).

Приход первых солнечных протонов >100 МэВ на орбиту Земли был ожидаем не ранее 10 мин относительно начала жесткого рентгеновского или микроволнового излучения, т. е. мог быть предсказан заблаговременно. Для исследования взаимосвязи солнечных вспышек и протонных событий использовались данные антисовпадательной защиты спектрометра на ИНТЕГРАЛе (ACS SPI), которая представляет собой эффективный, но не калиброванный детектор жесткого рентгеновского излучения >100 кэВ и протонов >100 МэВ, а также патрульные наблюдения радиоизлучения на фиксированных частотах (Radio Solar Telescope Network). Отмечается, что вспышка Х2.2 (N25E64) 17 февраля 2023 г. удовлетворяла всем трем критериям «протонности» и могла стать источником мощного солнечного протонного события вблизи Земли при условии благоприятного расположения на Солнце. Во вспышке M8.6 (N27W29) 28 февраля 2023 г. не был выполнен третий критерий, и она ожидаемо не привела к солнечному протонному событию (развивалась в плазме с плотностью >2.5·10¹⁰см⁻³, плазменная частота >1415 МГц).

В работе применены методы теории информации к исследованиям межпланетного магнитного поля и его вариаций в результате солнечной активности. Статистические закономерности проекций векторов межпланетного магнитного поля и скорости потока частиц солнечного ветра не несут информации о порядке реализации доступных состояний исследуемой физической системы. Вместе с тем подобные характеристики могут быть получены из фазовых диаграмм или фазовых портретов, создаваемых на основе экспериментальных выборок на подпространствах фазового пространства, которые отображают как значения векторных величин, так и порядок следования для конкретного временного ряда. В работе предложен метод синтеза векторных графов в фазовом подпространстве межпланетного магнитного поля. Рассмотрены результаты реконструкции и анализа реализуемых графов на основе временных рядов спутникового мониторинга состояния межпланетного магнитного поля, предоставляемые базой данных Центра космических полетов Годдарда (англ. NASA Goddard Space Flight Center) за апрель 2023 г. Граф строится на основе экспериментальных выборок для проекций векторов магнитных полей. В узлах графа сходятся и расходятся векторы полей, ребра графа позволяют контролировать анализируемую траекторию системы в фазовом подпространстве и восстанавливать дерево переходов для конкретного векторного поля. Вводится понятие сферической опорной поверхности векторного графа, позволяющей привести сравниваемые реализации графов к единому линейному масштабу и единой кривизне опорной поверхности. Рассмотрены примеры в условиях действия различных внешних факторов, связанных с магнитным полем Солнца и выбросами корональных масс.