Старшеклассники по всей стране помогают отслеживать солнечную активность с помощью радиоантенн, разработанных М. Ахаван-Тафти и соавторами.

Возможно, вы удивитесь, узнав, что когда на Солнце происходит взрыв, такой как солнечная вспышка или гигантское извержение заряженного газа, называемое выбросом корональной массы (CME), это угрожает здоровью и безопасности астронавтов или спутников в космосе. Эти события также посылают невидимые ударные волны, которые могут нарушить работу энергосистем и коммуникаций здесь, на Земле. Эти ударные волны генерируют особые радиосигналы, которые можно обнаружить с земли с помощью простых радиоантенн.Космическая миссия Sun Radio Interferometer Space Experiment (SunRISE) включает в себя набор из шести кубических спутников размером с тостер, которые будут работать вместе для изучения солнечной активности, наблюдая низкочастотные излучения, чтобы ученые могли лучше понять, как Солнце способно генерировать интенсивные штормы космической погоды, которые могут быть опасные для Земли технологии. Проект наземной радиолаборатории SunRISE (GRL) реализуется при поддержке НАСА и под руководством Мичиганского университета. В проекте участвуют учащиеся средних школ по всей территории США, которые участвуют в передовых исследованиях космической погоды. Студенты получают бесплатные радиоприемники, чтобы отслеживать радиоизлучение Солнца и предупреждать нас о приближающихся штормах.

Рисунок 1. Пример солнечного радиовсплеска II типа из динамических спектров SunRISE GRL, наблюдавшегося 23 апреля 2024 года. На рисунках (а) и (б) показан всплеск на двух разных антеннах, а (в) для сравнения показан одновременный всплеск, наблюдаемый с помощью спутникового прибора.

Почему солнечные радиовсплески?

Солнечные радиовсплески или SBR — это естественные “радиопередачи” от ближайшей к нам звезды, часто связанные с интенсивной активностью. Различные типы вспышек говорят нам о различных событиях на Солнце. В частности, SRB типа II образуются, когда ударная волна CME проходит через внешнюю атмосферу Солнца, разгоняя частицы до высоких скоростей.Отслеживая эти сигналы, ученые могут оценить, насколько быстро движется ударная волна, насколько она сильна и даже как ведет себя магнитное поле Солнца в тех областях, которые мы не можем видеть. Эта информация имеет решающее значение для прогнозирования того, когда возмущения могут достичь Земли и потенциально привести к сбоям в работе наших технологий здесь, на Земле.

Общенациональная антенная сеть

Программа SunRISE GRL распространила простые двухполюсные радиоантенны в 18 средних школах по всей стране, от небольших городков в Мичигане до школ во Флориде и Пуэрто-Рико. Учащиеся учатся создавать, калибровать и управлять этими антеннами, а затем загружать свои наблюдения в постоянно растущую базу данных.

Рисунок 2. Старшеклассники средней школы CROEM в Бокероне, Пуэрто-Рико, устанавливают антенну SunRISE GRL в своем кампусе для прослушивания к Солнцу.

Такой подход способствует развитию науки, а также прививает студентам ценные навыки в области технологий, командной работы и научных методов. Участие в нашей программе вдохновляет многих студентов на продолжение научной и инженерной карьеры.

Реальная космическая погода в действии

В апреле 2024 года мощное космическое землетрясение вызвало ударные волны, которые пронеслись через Солнце и достигли Земли. Антенны SunRISE GRL в Мичигане зафиксировали всплеск радиосигнала второго типа в нескольких школах. Оказалось, что эти наземные наблюдения совпали с приемом аналогичных сигналов со спутника в космосе. Сравнивая данные из разных мест и с разной частотой, команда смогла оценить скорость и мощность подземного толчка. Это событие было связано с умеренной геомагнитной бурей, и собранные студентами данные помогли подтвердить официальные предупреждения.

Исследование «Наука и воздействие»

Предварительные результаты SunRISE GRL показывают, что школьные радиоантенны зафиксировали начало солнечных бурь за 48 часов до того, как они достигли Земли. Параметры, измеренные студентами, в том числе скорость смещения частот радиовсплесков и интенсивность радиосигналов, были использованы для моделирования скорости и силы солнечных ударов и магнитного поля Солнца. Чтобы узнать больше, пожалуйста, ознакомьтесь с нашим исследованием под названием “Наземная радиолаборатория SunRISE: мониторинг солнечных радиовсплесков с помощью широкого спектра антенн в средних школах по всей стране”, опубликованным в журнале Journal of Earth and Space Science https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024EA004114 Все данные собраны в общедоступный каталог, к которому ученые и студенты по всему миру могут получить доступ и использовать для дальнейших исследований или прогнозирования космической погоды.

Выводы

Программа SunRISE GRL сочетает в себе традиционное обучение и практический научный опыт НАСА, предоставляя старшеклассникам возможность внести значимый вклад в наше понимание Солнца. С учетом таких событий, как CME 2024 и продолжающаяся солнечная активность, проект продолжает демонстрировать, что с помощью простой, но обширной сети радиоантенн и некоторого любопытства студенты могут помочь следить за космической погодой и защитить нашу планету.

Если ваша школа заинтересована в участии, посетите веб-сайт SunRISE GRL.

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации о космической миссии SunRISE и учебных материалах посетите страницу проекта SunRISE GRL.

Список литературы

Ахаван‐Тафти М., Сони С.Л., Хиггинс С., Фунг С., Лепри С., Люкс Дж., Лацио Дж. и Ромеро‐Вольф А., 2025. Наземная радиолаборатория SunRISE: мониторинг солнечных радиовсплесков с помощью широкого спектра антенн в средних школах по всей стране. Наука о Земле и космосе, 12 (6), стр.e2024EA004114. https://doi.org/10.1029/2024EA004114

Этот фрагмент основан на работе, спонсируемой НАСА и выполненной в инженерном колледже Мичиганского университета. Для получения более подробной информации или для участия свяжитесь с нами через контактную страницу SunRISE GRL.

Другие новости:

---