Солнце становится активнее на 6 %

Что происходит c Солнцем? Некоторые говорят, что Солнце становится «сердитым». Что это значит и стоит ли нам беспокоиться? Честно говоря, стоит. Как правило, слишком много солнечного света — это нехорошо. Ультрафиолетовый компонент солнечного света вреден для кожи. Люди приспособились к нему с помощью спектра пигментации кожи. Чем больше солнечного света, от которого нужно защититься, тем больше пигментация. Большие шляпы и, конечно, крем с высоким солнцезащитным фактором тоже помогают, особенно светлокожим людям. Но что же делать планете Земля? Для начала давайте оценим, насколько «сердитым» может стать Солнце.

Солнце обычно проходит цикл активности-спокойствия-активности каждые двадцать два года, причем максимумы и минимумы происходят каждые одиннадцать лет. Почему так происходит, никто не знает. Вероятно, есть какая-то причина, но ученые пока ее не выяснили. Зато они знают, что во время каждого цикла Солнце меняет свои магнитные полюса. Это само по себе удивительно, особенно если учесть, что Земля не меняла свои магнитные полюса в течение последних шестисот тысяч лет. В последнее время Солнце было чрезвычайно спокойным — самым спокойным за сто лет. Это тоже необычно. Цикл активности-спокойствия-активности превратился в цикл активности-спокойствия-спокойствия. Но ситуация меняется, и именно поэтому мы сообщаем вам, чего следует ожидать в ближайшие несколько лет.

Термины «спокойный», «активный» или «сердитый» относятся к количеству высокоэнергетического излучения, которое испускает Солнце. К счастью, количество видимого света, испускаемого Солнцем, не сильно меняется. Это было бы серьезной проблемой. Если бы Солнце стало на шесть процентов тусклее — или ярче — Земля бы либо замерзла, либо поджарилась. Наблюдение за солнечными пятнами — самый простой способ определить, насколько активно Солнце. Чем больше видимых пятен, тем оно активнее. На графике, известном как «диаграмма бабочка», можно проследить одиннадцатилетнюю динамику активности солнечных пятен. Диаграмма «бабочка» показывает, как солнечные пятна регулярно исчезают с поверхности Солнца и вновь появляются в других местах.

НАСА предсказывало, что нынешний цикл солнечной активности будет спокойным, как и предыдущий. Но, кажется, это было ошибкой. В настоящее время мы находимся в солнечном цикле номер двадцать пять. Это двадцать пятый солнечный цикл с тысяча семьсот семьдесят пятого года, когда начался учет. Ожидается, что пик солнечной активности в этом цикле придется на две тысячи двадцать пятый год. Количество пятен на Солнце уже превысило прогнозируемое НАСА. Непохоже, что этот цикл будет спокойным. Вероятно, в ближайшие несколько лет Землю ждет избыток солнечного излучения. В начале февраля две тысячи двадцать второго года сорок из сорока девяти спутников связи компании SpaceX, находившихся на орбите над атмосферой, были уничтожены взрывом на Солнце. Скоростной поток ионизированных частиц, известный как солнечный ветер, вызвал сжатие атмосферы Земли, в результате чего спутники Элона Маска сошли с орбиты и упали на Землю.

Солнечные пятна выглядят темными, но на самом деле они просто не такие яркие, как поверхность Солнца. Чтобы лучше понять, возьмите зажженную лампочку в двадцать пять ватт и разместите ее перед зажженной лампочкой в сто ватт. Двадцатипятиваттная лампочка будет казаться темной. То же происходит и с солнечными пятнами. Пятна на поверхности Солнца почти всегда располагаются парами. Это происходит потому, что пятна — это магнитные бури в плазме солнечного газа. Одно солнечное пятно будет иметь положительную полярность, а другое — отрицательную. Между двумя солнечными пятнами, которые могут быть во много раз больше Земли, протекает электрический ток, неся с собой огненную дугу ионизированного газа.

Солнечные вспышки — это еще одна вещь, которая должна нас волновать. Это мощные электромагнитные взрывы на Солнце, связанные с солнечными пятнами. Поскольку сверхгорячий плазменный газ на Солнце движется и искривляется, он также искривляет линии магнитного поля в солнечных пятнах. Когда эти линии закручиваются, происходит мощный взрыв, в результате которого со скоростью света высвобождается рентгеновское и гамма-излучение. Также выделяются видимые газы. Солнечные вспышки различают в зависимости от их мощности. Солнечные вспышки икс-класса самые опасные. Они могут вызвать отключение радиосвязи на всей Земле, нанести вред спутникам, астронавтам на орбите и даже пассажирам самолетов, летящих на большой высоте. Солнечные вспышки эм-класса вызывают впечатляющие северные сияния, в то время как вспышки цэ-класса практически не оказывают влияния на Землю. Но солнечные вспышки — это не самые большие взрывы на нашей звезде.

Корональные выбросы массы гораздо мощнее и более опасны, когда направляются в нашу сторону. Как видно из названия, это взрывы, которые происходят в короне Солнца. Они выбрасывают миллионы тонн горячих ионизированных газов из короны. Корона представляет собой верхний, самый разреженный и горячий слой атмосферы Солнца, который состоит из плазмы. Корона Солнца намного горячее, чем его поверхность. Сама поверхность имеет температуру около пяти с половиной тысяч градусов Цельсия, а корона — до двух миллионов градусов! Почему корона намного горячее поверхности Солнца — это еще одна большая загадка, которую ученым предстоит разгадать.

Недавняя теория утверждает, что корона нагревается звуковыми волнами, а ядерные реакции Солнца производят много шума. На Земле был запущен глобальный проект «Гонг», чтобы наблюдать за звуковыми волнами на Солнце. Круто, да? Оказывается, Солнце звенит и колеблется как колокол. В «Гонг» входит пять наблюдательных пунктов по всему миру: один в Индии, один в Австралии, один на Канарских островах, один в Чили и один в Калифорнии, которые постоянно следят за более чем десятью миллионами звуковых волн, движущихся на Солнце и вокруг него. Сейчас, когда Солнце входит в активную фазу, мы можем ожидать более мощных корональных выбросов. Газы, выбрасываемые Солнцем, ионизируются и лишаются электронов под воздействием жара, что приводит к образованию протонного шторма, который может перемещаться в пространстве со скоростью около восьмисот километров в секунду.

Эти положительно заряженные атомные ядра в основном блокируются или отклоняются магнитным полем, которое простирается вокруг Земли. Наша атмосфера бессильна против протонного шторма: хотя последний километр воздуха над поверхностью Земли останавливает вредное рентгеновское излучение от солнечных вспышек, ветер солнечных частиц может быть остановлен только магнитосферой Земли. Нам стоит ожидать впечатляющих северных сияний, причем, возможно, не только у полюсов, но и в средних широтах, когда Земля будет проходить через корональные выбросы.

У США есть космический зонд, изучающий солнечную корону. Корона Солнца простирается на многие миллионы километров, и солнечный зонд «Паркер» собирает информацию на расстоянии шесть миллионов километров от поверхности нашей звезды, что составляет примерно одну десятую часть расстояния до Меркурия. Зонд подвергается температуре в тысячу триста градусов Цельсия, но теплозащитный экран из углеродного композита толщиной одиннадцать с половиной сантиметров защищает телескопы и магнитометры аппарата, которые измеряют интенсивность солнечного ветра. Пять антенн, выступающих в корональные газы, изготовлены из сплава, способного выдерживать экстремальные температуры короны.

Недавний цикл Солнца с двойной фазой спокойствия намекает на то, что активная фаза может быть нетипичной. Солнечные пятна на долгое время полностью исчезли с поверхности Солнца, как будто магнитные искажения, которые мы обычно наблюдаем на фотосфере Солнца, провалились в его недра. Сейчас интенсивный магнетизм выходит на поверхность — и прорывается в корону. Национальный центр атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, предсказывает, что этот солнечный цикл, двадцать пятый, будет одним из самых сильных за всю историю. Последний солнечный цикл был очень спокойным, количество солнечных пятен составило всего сто шестнадцать. Средний показатель составляет сто семьдесят. Но в этом цикле ожидается от двухсот десяти до двухсот шестидесяти солнечных пятен — это один из крупнейших показателей в истории.

Мы можем потерять больше спутников из-за усиления солнечного ветра. Мы также можем ожидать перегрузок электрических сетей в связи с пиком протонного шторма в две тысячи двадцать пятом году. Это грозит перебоями в работе Интернета, поскольку положительно заряженные протоны попадут в провода, доберутся до трансформаторов и вызовут перегрузку. Двенадцатого марта тысяча девятьсот восемьдесят девятого года мощный корональный выброс ударил по Земле и вызвал абсолютный хаос в электросетях. Испытаем ли мы нечто подобное в ближайшем будущем? Что ж, лучше быть начеку!