NASA PUNCH покращує прогнози сонячних бур у першому тесті

Використовуючи безперервну зйомку з місії NASA PUNCH (Поляриметр для об’єднання корони та геліосфери), вчені змогли передбачити прибуття сонячної ерупції до Землі з точністю в 30 хвилин під час початкового тестування концепції. Результати, які були представлені у вівторок на науковій зустрічі Комітету з космічних досліджень та наразі перебувають на рецензії в журналі Space Weather, можуть революціонізувати методи прогнозування бур, що впливають на Землю.

"Ми думали, що PUNCH буде добре справлятися з цим, але це вражаючий результат," — зазначив Крейг Дефорест, головний дослідник PUNCH у Науково-дослідному інституті Південно-Західного університету в Боулдері, штат Колорадо. "Щоб зрозуміти масштаби, це можна порівняти з переходом від парового двигуна до сучасного двигуна внутрішнього згоряння."

Сонячні бурі виникають внаслідок величезних вибухів матеріалу з Сонця, відомих як корональні масові викиди. Прогнозування моменту, коли ці викиди досягнуть Землі, є ключовим для зменшення їх впливу на електромережі, супутники та астронавтів. Однак до недавнього часу корональні масові викиди не могли бути безперервно відстежені на значній частині їх шляху через сонячну систему.

Ситуація змінилася у 2025 році з запуском місії PUNCH, яка використовує чотири космічні апарати на низькій орбіті Землі для здійснення безперервних 3D-спостережень внутрішньої частини сонячної системи. До PUNCH корональні масові викиди могли бути зафіксовані лише на п’ятій частині шляху від Сонця до Землі, що залишало вченим лише здогадки про те, що відбувається на решті дистанції. Завдяки широкому полю зору PUNCH вчені тепер можуть регулярно відстежувати сонячні вибухи майже до Землі, отримуючи нове зображення кожні чотири хвилини.

Вчені використали дані коронального масового викиду, що стався 31 травня 2025 року, для ретроспективного тестування можливості покращення прогнозування. Вони ввели зображення в комп'ютерну модель, яка аналізувала передній край коронального масового викиду з часом. Модель використовувала швидкість та геометрію викиду для розрахунку моменту його прибуття на Землю.

Через дванадцять годин після того, як корональний масовий викид покинув Сонце, модель визначила остаточний прогноз, що буря досягне Землі через вісім годин. Цей прогноз виявився точним до півгодини, що в десять разів краще, ніж методи, що використовуються нині, які забезпечують лише п’ятигодинне вікно. Крім того, сама модель показала, коли оцінка стабілізувалася, що дозволило б метеорологу космічної погоди з упевненістю прогнозувати час прибуття.

"Ми досягли результату на порядок кращого, ніж сучасні методи, використовуючи дуже простий процес, просто спираючись на можливість безперервного відстеження коронального масового викиду через сонячну систему," — сказав Дефорест.

Ці перші результати демонструють потужність ширококутної зйомки PUNCH для відстеження сонячних подій під час їх руху від Сонця. Вчені вважають, що з більш вдосконаленими даними PUNCH та кращими моделями вони зможуть прогнозувати час прибуття корональних масових викидів ще раніше.

Крім прогнозування космічної погоди, зображення також допомагають науковцям отримати нові дані про корональні масові викиди. Високоякісні зображення дозволили вченим виявити нові структури в корональних масових викидах, показавши, що хмари матеріалу є більш неоднорідними, ніж вважалося раніше, і продовжують еволюціонувати під час перетворення через сонячну систему.

Дані PUNCH також допомагають вченим краще зрозуміти, як плазма, сонячний матеріал, викинутий корональними масовими викидами, переміщується в космосі. Ця інформація може допомогти астрофізикам краще зрозуміти поведінку плазми в галактиці, наприклад, у регіонах, де формуються зірки, які важко досліджувати на малих масштабах.

Науково-дослідний інститут Південно-Західного університету, розташований у Сан-Антоніо, керує місією PUNCH та управляє чотирма космічними апаратами з його об'єктів у Боулдері. Місію управляє Центр космічних наук NASA в Годдард, штат Меріленд, для Директорату наукових місій в штаб-квартирі агентства у Вашингтоні.