В ноябре 2025 года Землю накрыло несколько мощных выбросов солнечного вещества, врезавшихся в магнитосферу планеты.
Для большинства это обернулось зрелищем: мир наблюдал, как солнечная суперстория зажгла небо яркими полярными сияниями на непривычно низких широтах.
Однако у этого явления оказалась и обратная сторона — тот же шторм нарушил работу наземных технологий.
Учёные под руководством физика космоса Endawoke Yizengaw из The Aerospace Corporation (США) выяснили, что нарушения оказались куда более странными и масштабными, чем предполагалось изначально.
Проанализировав данные, собранные во время шторма, исследователи обнаружили массовые сбои в атмосфере, охватившие территорию континентальной части США от побережья до побережья — явление такого масштаба ранее никогда не фиксировалось.
Последствия оказались серьёзными: в некоторых районах погрешность GPS-позиционирования превысила 10 метров (33 фута). Этого достаточно, чтобы нарушить работу систем точного земледелия и беспилотного транспорта, отмечают авторы исследования.
«Результаты подчёркивают важность точного понимания различных явлений космической погоды для повышения наших прогностических возможностей за счёт скоординированных наблюдений и физически обоснованного моделирования, что в конечном счёте позволит снизить сбои в работе радиочастотных приложений во время событий космической погоды», — говорится в статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters.
Влияние солнечных вспышек на технологии человечества хорошо изучено. Солнечные вспышки, выбрасывающие мощные потоки рентгеновского и ультрафиолетового излучения, могут временно нарушать высокочастотную радиосвязь, воздействуя на верхние слои атмосферы Земли.
Солнечные штормы представляют бо́льшую проблему. Корональный выброс массы выбрасывает облако высокоскоростных заряженных электронов и протонов по всей Солнечной системе; когда оно врезается в магнитосферу Земли, могут возникать электрические токи, нарушающие работу энергосетей, изменяющие форму атмосферы и взаимодействующие с атмосферными частицами, порождая свечение полярных сияний.
Эффект, который исследовали Yizengaw и коллеги, возникает похожим образом. Во время геомагнитной бури энергичные частицы могут проникать в ионосферу — область, через которую должны проходить сигналы GPS.
Такое перемешивание может создавать колебания плотности в верхних слоях атмосферы. Представьте старинное оконное стекло с неравномерной толщиной: проходящий через него свет искажает и увеличивает картинку, создавая перекошенное изображение того, что находится снаружи.
Аналогично, радиосигналы, проходящие через неоднородную ионосферу, искажаются и дифрагируют, из-за чего их мощность резко колеблется к моменту достижения наземного приёмника. Это явление известно как амплитудная сцинтилляция.
Ионосферная сцинтилляция — не редкость, особенно в приполярных областях и вблизи экватора. Средние же широты обычно считаются относительно спокойной зоной с точки зрения этой конкретной угрозы космической погоды.
Суперстория ноября 2025 года опровергла это представление.
По мере усиления бури овал полярных сияний расширялся к экватору, увлекая за собой атмосферные аномалии, обычно характерные для более высоких широт.
Yizengaw и коллеги восстановили картину происходящего, используя данные с множества приборов по всей Северной Америке, включая камеры для съёмки полярных сияний и сеть наземных приёмников глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS).
Они зафиксировали обширную полосу повышенной плотности электронов, протянувшуюся с востока на запад через ионосферу. На её краю плотность электронов резко менялась, создавая идеальные условия для формирования мелкомасштабных неоднородностей.
И эти неоднородности оказались буквально повсюду.
Сильная амплитудная сцинтилляция была зафиксирована на огромной территории континентальной части США — примерно от 80 до 120 градусов западной долготы.
Другие измерения показали, что возмущение распространилось ещё дальше, образовав полосу повышенной плотности электронов, протянувшуюся почти от Западного до Восточного побережья.
Совпало и время событий. Исследователи отметили, что по мере усиления сияния росли плотность электронов и число неоднородностей. Одновременно начиналась сцинтилляция спутниковых сигналов, и точность GPS ухудшалась.
Амплитудную сцинтилляцию на средних широтах фиксировали и раньше, но лишь в ограниченных наблюдениях, преимущественно в отдельных точках. Сильная амплитудная сцинтилляция, охватывающая столь широкий диапазон долгот, ранее не наблюдалась никогда, отмечают исследователи.
В некоторых регионах итоговая погрешность горизонтального позиционирования превысила 10 метров. Даже ошибка в один-два метра способна создать серьёзные проблемы для технологий, зависящих от точного позиционирования, включая беспилотный транспорт и сельскохозяйственную технику.
Так, солнечный шторм мая 2024 года, по оценкам, обошёлся сельскохозяйственной отрасли США в 500 миллионов долларов из-за сбоев в системах точной навигации.
Суперстория ноября 2025 года вряд ли причинила сопоставимый ущерб — и это лишь вопрос везения. Шторм 2024 года пришёлся на сельскохозяйственный сезон, а ноябрьский — нет.
Тем не менее оба события показывают, насколько уязвимыми могут быть определённые отрасли перед капризами Солнца на пике его 11-летнего цикла активности.
По теме: Самый мощный солнечный шторм за всю историю наблюдений обрушился на Землю в 12350 году до н.э.
Если учёные научатся лучше понимать и предсказывать, как экстремальная солнечная активность влияет на ионосферу, это поможет заранее подготовиться к смягчению последствий следующей крупной бури.
«Если бы начало ноябрьской суперстории пришлось на сельскохозяйственный сезон в американском секторе, это могло бы привести к значительным потерям для сельского хозяйства и транспортной отрасли США», — пишут авторы в статье.
«Поэтому для понимания неоднородностей на высоких и средних широтах во время бурь — и оценки их влияния на радиочастотные приложения — необходимо знание физических процессов, определяющих динамику авроральных структур: потока энергии, скорости расширения и масштабов осаждения частиц в авроральной дуге. Все эти факторы способствуют формированию неоднородностей плотности, которые вызывают сцинтилляцию».
Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.