Магнитные возмущения, вызванные такими явлениями, как северное сияние, можно отслеживать с помощью «социальной сети» наземных инструментов, согласно новому исследованию Уорикского университета.
Исследователи под руководством профессора Сандры Чепмен с физического факультета университета впервые охарактеризовали наблюдения более чем 100 наземных магнитометров с точки зрения изменяющейся во времени направленной сети связей. Они следили за развитием геомагнитных суббурь, используя ту же математику, которая используется для изучения социальных сетей. Магнитометры «дружат» друг с другом, когда видят один и тот же сигнал распространяющегося возмущения.
Исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, открывает возможность для разработки более точных моделей суббурь и помогает нам понять влияние космической погоды на наши электрические и коммуникационные системы.
Северное сияние, или Aurora Borealis, возникает, когда заряженные частицы нашего Солнца бомбардируют магнитное поле Земли. Он накапливает энергию, как батарея, которую затем высвобождает, создавая крупномасштабные электрические токи в ионосфере, вызывающие возмущения магнитных полей на земле. Небольшие версии этих суббурь распространены, но иногда случаются более сильные штормы, которые могут иметь более серьезные последствия.
Используя более 100 магнитометров, входящих в инициативу SuperMAG во главе с доктором Джеспером Гьерлоевым, исследователи использовали математические концепции сетевой науки для наблюдения за развитием суббурь в арктической области полярных сияний. По мере развития суббури и роста электрического тока в ионосфере отдельные магнитометры будут регистрировать изменение магнитного поля. Пары магнитометров становились связанными, когда их измерения коррелировали друг с другом, расширяя свою сеть «друзей» и позволяя исследователям отслеживать, как формируются и распространяются авроральные возмущения от суббури и как быстро..
Суббури Северного сияния создают электрический ток в атмосфере, который отражается на уровне земли. Локальные изменения в магнитном поле Земли могут нарушить работу линий электропередач, электронных и коммуникационных систем и технологий, таких как GPS. Это всего лишь одна из форм космической погоды, которая постоянно влияет на нашу планету.
Профессор Сандра Чепмен с факультета физики Уорикского университета сказала: «Говоря о космической погоде, полезно указать одно число или рейтинг, который указывает, насколько она серьезна. Для этого нам нужно зафиксировать полное поведение того, насколько интенсивным является событие, насколько широко оно распространено в пространстве и как быстро оно меняется. Наша цель - использовать сетевую науку для разработки полезных параметров, которые делают это, инкапсулируя всю информацию из более чем 100 наблюдений.
"SuperMAG - отличный пример того, насколько важно международное сотрудничество для решения таких проблем планетарного масштаба, как космическая погода, с использованием данных со станций, расположенных во всех странах, расположенных за Полярным кругом."