NASA PUNCH улучшает прогнозирование солнечных бурь в первом тесте

С помощью непрерывной съемки, проведенной в рамках миссии NASA PUNCH (Поляриметр для унификации короны и гелиосферы), ученые смогли предсказать прибытие солнечного извержения к Земле с точностью до 30 минут в ходе первичного теста концепции. Результаты были представлены во вторник на научной встрече Комитета по космическим исследованиям и находятся на рассмотрении в журнале Space Weather. Эти данные могут кардинально изменить подход к прогнозированию солнечных бурь, влияющих на Землю.

"Мы считали, что PUNCH будет хорош в этом, но это потрясающий результат," — отметил Крейг ДеФорест, главный исследователь PUNCH в Институте исследований солнечной системы и космической науки в Боулдере, штат Колорадо. "Чтобы понять масштаб, это может быть эквивалентом перехода от парового двигателя к современному двигателю внутреннего сгорания в области космической погоды."

Солнечные бури возникают из-за мощных взрывов материала на Солнце, известных как корональные выбросы массы. Прогнозирование времени, когда эти выбросы достигнут Земли, имеет ключевое значение для смягчения их воздействия на электросети, спутники и космонавтов. Однако до недавнего времени корональные выбросы массы не могли отслеживаться непрерывно на протяжении большей части своего пути через солнечную систему.

Ситуация изменилась в 2025 году с запуском миссии PUNCH, которая использует четыре космических аппарата на низкой околоземной орбите для создания непрерывных 3D-наблюдений внутренней солнечной системы. До PUNCH корональные выбросы могли наблюдаться только на одной пятой пути от Солнца до Земли, что оставляло ученым возможность лишь догадываться о том, что происходило на остальной части расстояния. Благодаря более широкому полю зрения PUNCH ученые теперь могут регулярно отслеживать солнечные взрывы почти до самой Земли, получая новое изображение каждые четыре минуты.

Ученые использовали данные о корональном выбросе, который покинул Солнце 31 мая 2025 года, чтобы ретроактивно протестировать возможность улучшения прогнозных моделей. Изображения были введены в компьютерную модель, которая анализировала передний край коронального выброса со временем. По мере его движения и эволюции через внутреннюю солнечную систему модель использовала скорость и геометрию выброса для расчета времени его прибытия к Земле.

Через двенадцать часов после того, как корональный выброс покинул Солнце, модель определила окончательный прогноз, показывающий, что буря прибудет через восемь часов. Это предсказанное время прибытия в конечном итоге оказалось точным с точностью до получаса, что в десять раз лучше, чем используемые в настоящее время методы, которые предоставляют только пятичасовой интервал. Кроме того, сама модель показала, когда оценка стабилизировалась, что позволило бы метеорологу космической погоды предсказать время прибытия с уверенностью.

"Мы достигли результата, который в десять раз лучше, чем современные методы, с действительно простым процессом, просто основываясь на том, что корональный выброс мог быть непрерывно отслежен через солнечную систему," — добавил ДеФорест.

Эти первые результаты демонстрируют мощь широкоугольной съемки PUNCH для отслеживания солнечных событий по мере их движения от Солнца. В конечном итоге ученые полагают, что с более точными данными PUNCH и лучшими моделями они смогут прогнозировать время прибытия корональных выбросов еще раньше.

Кроме прогнозирования космической погоды, изображения также помогают ученым получить новые знания о корональных выбросах. Высококачественные изображения позволили увидеть новые структуры в корональных выбросах, что показало, что облака материала более неоднородны, чем считалось ранее, и продолжают эволюционировать по мере их перемещения через солнечную систему.

Данные PUNCH также помогают ученым лучше понять, как плазма, солнечный материал, выбрасываемый корональными выбросами, перемещается по космосу. Эта информация может помочь астрофизикам лучше понять поведение плазмы в галактике, например, в областях звездообразования, где практически невозможно изучить процессы на малых масштабах.

Институт исследований солнечной системы и космической науки в Сан-Антонио возглавляет миссию PUNCH и управляет четырьмя космическими аппаратами из своих объектов в Боулдере. Миссия управляется Операциями по космическим наукам NASA в Центре космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, для Научного управления миссиями в главном офисе агентства в Вашингтоне.