Монитор радиационной обстановки телескопа ART-XC обсерватории «Спектр-РГ» регистрирует ноябрьскую активность Солнца
В начале прошлой недели 9–11 ноября 2025 г. на Солнце произошли мощные вспышки. Последовавшие затем выбросы солнечного вещества стали причиной сильнейших геомагнитных бурь 12–13 ноября 2025 г. Телескоп ART-XC им. М. Н. Павлинского на борту российской обсерватории «Спектр-РГ» зарегистрировал возрастание потоков высокоэнергичных протонов 10–14 ноября — последствия этих событий в районе точки Лагранжа L2.
В ноябре Солнце преподнесло учёным очередной сюрприз — почти неделю с 4 по 11 ноября продолжалась серия мощных вспышек. Они привели к резким «скачкам» интенсивности радиационного фона в районе точки Лагранжа L2 системы Солнце – Земля, которые регистрировал телескоп ART-XC им. М. Н. Павлинского на борту обсерватории «Спектр-РГ».
В своих наибольших значениях скорость счета фоновых событий, вызванных космическими лучами, примерно на порядок превысила текущий фон (наблюдающийся в максимуме солнечной активности), а «стандартный» фон (в минимуме солнечной активности) — более чем в 4 раза.
Космические лучи (КЛ) представляют собой высокоэнергичные протоны, движущиеся с очень высокими, зачастую релятивистскими скоростями. Основной вклад в фоновое излучение, регистрируемое космическими аппаратами, вносят галактические космические лучи (ГКЛ), уровень которых довольно стабилен и достаточно высок.
Но кроме них большое значение имеют солнечные космические лучи (СКЛ), интенсивность которых зависит от солнечной активности. Если Солнце неспокойно, то его плазма как будто «выметает» ГКЛ из Солнечной системы. При этом фон в целом становится меньше, но зато повышается риск от высокоэнергичных протонов СКЛ. Именно это и происходило в начале ноября.
Вообще, телескоп ART-XC не предназначен непосредственно для задач изучения радиационного фона. Но характеристики его детекторов и особенности конструкции настолько хороши, что позволяют измерять интенсивность радиационного фона (или темп отсчёта космических лучей) по вторичному излучению, которое космические лучи рождают в самом космическом аппарате.
«Эта информация очень важна не только для интерпретации астрофизических результатов наблюдений телескопа, но и для исследователей Солнца. Поэтому в 2021 г. мы создали специализированный сайт «Монитор радиационной обстановки окрестности точки L2», где в режиме реального времени публикуются данные о радиационном фоне около обсерватории», — говорит Вадим Арефьев, старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН.
«По данным «Спектра-РГ», с конца августа Солнце было достаточно спокойным, хотя в прессе наблюдался определенный информационный шум, — говорит Алексей Струминский, ведущий научный сотрудник отдела физики космической плазмы ИКИ РАН — Но события последних двух недель продемонстрировали нам действительную активность Солнца во всей ее красе».
С 4 по 14 ноября 2025 г. на Солнце произошел ряд вспышек классов X и M, большая часть из которых вышла из активной области 4274 (яркое пятно на рисунке), и пик этой активности пришёлся на 10–12 ноября. Результатом, в частности, стала геомагнитная буря 12–13 ноября, самая сильная в текущем году. Но не только это сделало происходившие на Солнце события интересными для физиков.
Самый интенсивный поток протонов из зарегистрированных телескопом ART-XC за более чем 6 лет работы на орбите наблюдался в ночь с 11 на 12 ноября и совпал с приходом корональных выбросов массы от предыдущих вспышек. Этот момент соответствует пику 3 на графиках ниже. Пики 1 и 2 соответствуют возрастанию темпа счёта космических лучей после вспышек 10 и 11 ноября.
«Протонное событие 11 ноября 2025 уникально своим спектром протонов вблизи Земли, — продолжает Алексей Струминский. — Подобного мы не видели с 10 сентября 2017 г., а скорее всего, и с начала 2005 г., то есть более 20 лет. Интересным для нас оказался протонный максимум 12 ноября 2025 г. Он стал следствием возмущений солнечного ветра, уникальных по плотности энергии, которые были способны «удерживать» протоны с энергий порядка 500 МэВ».
События 11–12 ноября превысили по интенсивности прошлые рекорды, например, «первоапрельское событие» 2025 г.
По словам Алексея Струминского, нынешний 25-й цикл солнечной активности, который начался в 2020 г., по своей временной динамике должен повторять 23 цикл, и текущий момент 25-го цикла соответствует примерно 2002 г.
«Вполне вероятно, что в 25-м цикле нас ещё ждут впереди крупные вспышки, подобные тем, что были в 2003 году (7 год 23-го цикла), 2005 и 2006 годах».
Исследования радиационного фона в точке L2 очень важны как для понимания солнечной активности и изучения физики Солнца, так и для создания новой научной аппаратуры. Область точки L2 является наиболее популярной у нового поколения астрофизических приборов. Помимо обсерватории «Спектр-РГ» там сейчас работает телескоп JWST (NASA), а в ближайшие годы в эту область пространства планируются запуски обсерваторий Roman (NASA), «Спектр-РГН» и «Спектр-М» (Россия). Высокоэнергичные солнечные протоны, а именно таких протонов было много 11–12 ноября, могут вывести из строя не только высокочувствительную научную аппаратуру, но и повредить сами космические аппараты. К чести разработчиков обсерватории «Спектр-РГ» можно сказать, что аппаратура прошла это испытание без сбоев, а ученые и инженеры получили уникальные данные.