Графовый анализ помог изучить два рекордных Форбуш-понижения в 2024–2025 годах
Международная группа ученых применила новый метод геометрического анализа графов для изучения двух крупнейших Форбуш-понижений (FD) 25-го солнечного цикла. Результаты опубликованы на сервере препринтов arXiv. Форбуш-понижения — это резкие падения интенсивности космических лучей, вызванные солнечными вспышками и корональными выбросами массы.
Исследование сосредоточилось на событиях, известных как «буря Гэннон» 10–11 мая 2024 года и событие 1 июня 2025 года. Ученые использовали данные шести нейтронных мониторов сети NMDB, охватывающих диапазон жесткости отсечки от ~0 до 7 гигавольт.
В качестве инструмента анализа была применена узловая кривизна Формана–Риччи, вычисляемая на основе визуализационных графов (NVG). Этот метод позволяет выявить тонкие изменения в структуре временных рядов. Согласно результатам, кривизна демонстрирует резкий минимум в момент начала Форбуш-понижения для обоих событий.
Авторы сообщают, что отношение медианы кривизны в начале события к медиане спокойного фона составило от 2,5 до 5,2 для бури 2024 года и от 3,3 до 8,2 для события 2025 года. Статистическая значимость сигнатуры подтверждена тестом перестановок.
Кроме того, ученые оценили спектральные индексы Форбуш-понижений, используя функцию связи Дормана. Для события 2024 года показатель составил 0.80, для 2025-го — 0.50. Глубокое понижение 2025 года оказалось спектрально более жестким. Также выявлена степенная зависимость между амплитудой понижения и максимальным значением кривизны.
Разработанный подход, основанный на локальной кривизне графа, может стать компактным инструментом для описания морфологии Форбуш-понижений. Он учитывает не только амплитуду, но и геометрию сигнала, что повышает точность анализа по сравнению с традиционными методами.
