Учёные из Мичиганского университета создали детальную симуляцию корональных выбросов массы (CME) — мощных облаков плазмы и магнитных полей, исходящих от Солнца. Работа демонстрирует сложную структуру CME, которая формируется при взаимодействии с так называемыми коротирующимися регионами взаимодействия (CIR). CIR образуются при столкновении более быстрых и медленных потоков солнечного ветра, что приводит к сжатию и формированию устойчивых крупных магнитных структур.

В симуляции выделены четыре этапа эволюции выброса: формирование заострённого «горлышка» из-за столкновения с CIR, магнитное отделение части вещества с накоплением энергии, взрывная магнитная перестройка с образованием сложных «петель» или флюкс-ропов и стабилизация этих новообразованных структур в движении к Земле.

Для моделирования было использовано более 260 миллионов вычислительных клеток, обеспечивших беспрецедентное разрешение и возможность впервые увидеть формирование флюкс-ропов. Эти структуры играют ключевую роль в формировании сложных магнитных полей на пути к Земле и сильно влияют на развитие геомагнитных бурь.

Авторы подчёркивают, что однопозиционные спутники, используемые для прогноза космической погоды, часто пропускают флюкс-ропы из-за их различной ориентации и скорости. В связи с этим предлагается запуск миссии Space Weather Investigation Frontier (SWIFT) — четырёх космических аппаратов, расположенных в треугольнике у точки Лагранжа L1 и отдельного спутника ближе к Солнцу с солнечным парусом для удержания орбиты без расхода топлива. Такая конфигурация позволит обеспечить своевременное и точное обнаружение всех опасных структур CME.

Улучшение аппаратного комплекса и более точное моделирование повысят надёжность прогнозов, что крайне важно для защиты спутников, авиации, электрических сетей и других критически важных систем от последствий геомагнитных штормов.