Вспышка на солнце чем грозит
Чем вспышки на Солнце могут грозить Земле?
Многие люди следят за новостями о вспышках на Солнце, потому что происходящее там отражается на состоянии человека. На вас влияют вспышки?
«Это миф, что есть магниточувствительные люди и не магниточувствительные люди. Все люди на Земле чувствительны. Но надо понимать, система Солнце – Земля очень стабильная, и люди, которые живут в этой системе, адаптируются. У человека со слабой степенью адаптации могут быть проблемы из-за вспышек, но для остальных людей это привычные условия нашей жизни. Человек в среднем 20% своей жизни проводит во время геомагнитных бурь.
Опасаться нужно экстремальных событий. Например, в 1989 году в Канаде из-за мощной геомагнитной бури сгорел транзистор, который поставлял Квебеку электричество. И на сутки город остался без света и энергии. В наши дни подобная буря может нанести вред на триллионы долларов, а последствия могут растянуться на десятки лет.
Когда на Солнце происходит вспышка, это может быть связано с выбросом мощной массы из Солнца. Это называется корональный выброс массы. После выброса большое облако летит в сторону Земли. При подлете массы во всех длинных проводящих системах на нашей планете: железных дорогах, трубопроводах – возникает электрический ток».
Что должно случиться на Солнце, чтобы плохо стало всему человечеству, а не только Квебеку?
«В первую очередь выбросы на Солнце почувствуют наши технологические системы. В XIX веке было событие Кэррингтона, когда на Солнце произошла вспышка. Тогда телеграф – главное средство связи в мире полностью вышел из строя. По всей планете тогда были полярные бури. Подобные события сейчас перевернут мир с ног на голову. Если крупные вспышки случаются примерно один раз в 500 лет, то события, похожие на Квебекские – раз в 50 лет. Современному поколению надо быть готовыми к отключению электричества».
Смогли бы вы предугадать события подобные канадскому и предупредить всех?
«Прогнозы можно делать. Например, мы знаем, что Солнце подчиняется расписанию, у него есть периодичность в 11 лет. На максимуме этого цикла на Солнце происходят много разных событий, но самые экстремальные из них случаются на спаде. Почему так, еще до конца неясно. Тем не менее мы постоянно следим за Солнцем и можем зафиксировать корональный выброс массы, предупредить наши спутники об опасности и перевести их в резервный режим. Так уже несколько раз делали и спасали спутники».
Как далеко Солнце находится от Земли и с чем можно сравнить это расстояние?
«Солнце находится на расстоянии 150 млн км. Для понимания, все другие расстояния сравниваются с этим».
Сколько это в световых минутах?
«Свет от Солнца долетает до нас за восемь минут. Облако коронального выброса массы долетает к нам от одного до четырех дней. Есть еще протоны, они долетают за 20-30 минут».
Вспышки на Солнце и их влияние на человека
Солнечная вспышка –взрывной процесс выделения энергии (кинетической, световой и тепловой) в верхних слоях Солнца.
Вспышки охватывают все слои солнечной атмосферы: фотосферу, хромосферу и корону. Сразу отметим, что солнечные вспышки и корональные выбросы массы являются различными и независимыми проявлениями солнечной активности.
Солнечные вспышки, как правило, происходят в местах взаимодействия солнечных пятен противоположной магнитной полярности, а точнее вблизи нейтральной линии магнитного поля, разделяющей области северной и южной полярности.
Энерговыделение мощной солнечной вспышки может достигать 6×10 25 Дж, что составляет 160 миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте или приблизительный объем мирового потребления электроэнергии за 1 миллион лет.
Опасность облака плазмы и классификация солнечных вспышек
После начала солнечной вспышки излучение доходит до поверхности Земли в течение 8-10-минутного периода, после чего в сторону нашей планеты направляются мощно заряженные частицы. Далее в течение трехдневного срока облака плазмы достигают Земли. Своеобразная взрывная волна сталкивается с нашей планетой и вызывает магнитные бури. Длительность каждой вспышки обычно не превышает нескольких минут, однако этого времени и мощности выброса энергии вполне хватает для того чтобы оказать влияние на состояние Земли и самочувствие ее жителей.
Энергию вспышки определяют в видимом диапазоне электромагнитных волн по произведению площади свечения в линии излучения водорода, характеризующей нагрев нижней хромосферы, на яркость этого свечения, связанную с мощностью источника.
Также используют классификацию, основанную на непрерывных однородных измерениях амплитуды теплового рентгеновского всплеска в диапазоне энергий 0,5—10 кэВ (с длиной волны 0,5—8 ангстрем), проводимых некоторыми искусственными спутниками Земли.
Согласно классификации, которая была предложена в 1970 году Д.Бейкером, солнечной вспышке присваивается балл — обозначение из латинской буквы и индекса за ней. Буквой может быть A, B, C, M или X в зависимости от величины пика интенсивности рентгеновского излучения.
При этом А – вспышки с минимальной степенью рентгеновского излучения, а каждая последующая – интенсивнее предыдущей в 10 раз. Самыми мощными и опасными считаются вспышки класса X.
Многочисленными учеными и исследователями замечено, что даже тайфуны, ураганы и землетрясения чаще всего возникают во время проявления солнечной активности. Поэтому прогнозы различных природных катаклизмов нередко связаны со вспышками на Солнце.
Причины вспышек на Солнце
Как и любая другая звезда, Солнце представляет собой огромный газовый шар. Этот шар вращается вокруг своей оси, но делает это не так, как наша планета или другое твердое тело. Скорость вращения разных частей этой звезды отличается. Полюса движутся медленнее, а экватор – быстрее. В итоге магнитное поле Солнца вместе с плазмой закручивается особым образом и до такой степени усиливается, что начинает подниматься на его поверхность. В этих местах повышается активность и появляются вспышки.
Иными словами, энергия вращения светила способна переходить в магнитную энергию. А в тех местах, где высвобождается слишком много такой энергии, и возникают вспышки. Этот процесс легко представить на примере обычной электрической лампочки, включенной в сеть. Если напряжение в сети чрезмерно повышается, лампочка перегорает.
Как ученые пытаются предсказывать вспышки на Солнце
Уже не одно десятилетие ученые разных стран пытаются выяснить, каким образом можно прогнозировать такие природные явления как вспышки на Солнце. Их частоту обусловливают одиннадцатилетние циклы солнечной активности.
Однако самые мощные и неприятные проявления активности Солнца настигают нас, совершенно внезапно, и по сей день. Это обусловлено тем, что прогнозировать солнечные вспышки можно только при анализе магнитных солнечных полей, не отличающихся постоянством и хотя бы минимальной стабильностью.
Учитывая степень влияния и опасность от солнечных вспышек, работы и попытки найти наиболее верные методы прогнозирования данного явления не прекращаются. Достаточно долго ученые и синоптики рассматривали два пути решения проблемы:
Неоспоримым остается тот факт, что корональное происхождение солнечных вспышек и их магнитная природа непосредственно связаны. А значит, и для более качественной разработки прогнозирования скорей всего необходимо будет связывать воедино оба метода.
Влияние солнечных вспышек
Космическое пространство
Наиболее неблагоприятными солнечные вспышки считаются для покорителей космоса. Представляя наибольшую степень угрозы в просторах космического пространства, волны мощной взрывной энергии вполне могут повреждать спутники связи, и даже космические аппараты, полностью выводя приборы и системы управления из строя.
Вспышки на Солнце, образующие мощные потоки протонов, значительно повышают уровень радиации, вследствие чего люди в открытом космосе могут запросто подвергаться сильному облучению.
При Советском Союзе возможность вероятности солнечных вспышек пытались прогнозировать ведущие специалисты в Крымской астрофизической обсерватории, и если возникали предпосылки для энергетического взрыва, полеты космонавтов в обязательном порядке откладывались.
Мировой сенсацией стал в 1968 году прогноз советских ученых о предстоящей солнечной вспышке, которой был присвоен самый высокий уровень опасности – в три балла. Тогда космический корабль «Союз-3» с Георгием Береговым был посажен, а уже через три часа наблюдали мощнейшую вспышку на Солнце, которая для человека, находящегося в космосе, стала бы смертельной.
Техника
Ученые выявили прямое влияние вспышек на Солнце и следующих за ними геомагнитных бурь на работу различных технических устройств. И оно поистине грандиозно. К сожалению, вспышки на Солнце способны влиять на созданные человеком устройства лишь негативно.
Нередко в эти периоды выходят из строя или работают с перебоями радиолокационные приборы. Во время вспышек на Солнце часто теряется связь с судами и подводными лодками. Большую опасность представляет данный вид солнечной активности и для самолетов. Во время вспышек иногда перестают работать навигационные приборы авиалайнеров. В случае если это происходит во время взлета или посадки, возникает прямая угроза жизни пассажиров и членов экипажа.
Страдает в период вспышек и наземное оборудование. В первую очередь, это касается устройств, передающих и принимающих GPS-сигналы. Поэтому из-за вспышек на Солнце могут работать неправильно или вовсе не работать автомобильные навигаторы, сотовые телефоны и другие устройства с поддержкой GPS.
Организм человека
К сожалению, как и в случае с техникой, данный вид солнечной активности крайне неблагоприятен для людей.
Впервые о влиянии вспышек на живых существ, в том числе и на людей, говорил еще в начале ХХ века знаменитый ныне ученый Чижевский. Однако, в то время его доводы осмеивали, считая их лженаучными. И лишь через многие десятки лет исследователи обнаружили сильное влияние солнечных вспышек на человеческий организм. К сожалению, как и в случае с техникой, данный вид солнечной активности крайне неблагоприятен для людей.
Ученые выяснили, что в этот период кровь сгущается. В связи с этим вспышки на Солнце особенно опасны для людей, страдающих гипертонией или склонным к образованию тромбов.
Вспышки на Солнце оказывают неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему человека. По этой причине во время них повышается число инфарктов и инсультов. У людей, страдающих какими-либо хроническими заболеваниями, во время вспышек иногда случаются обострения. А у тех, кто полностью здоров, порой возникает беспричинная усталость, апатия, упадок сил.
Уже не раз доказано, что катастрофы и аварии по вине человеческого фактора количественно вырастают в дни солнечных вспышек. Это связано с тем, что в такие периоды мозговая деятельность максимально ослаблена, а концентрация внимания сильно притупляется. Кроме того, для ряда людей магнитные бури являются возбудителями настоящих мучений и расстройств. Таких групп можно насчитать множество:
Эти явления оказывают негативное влияние на человеческий организм, как на физиологическом, так и на психологическом уровне. Так, даже абсолютно здоровые люди в это время нередко испытывают повышенную раздражительность и нервную возбудимость — или, напротив, вялость и депрессию.
Ученые установили, что во время вспышек на Солнце у людей ухудшается внимание и снижается скорость реакции на внешние раздражители. По этой причине в такие моменты возрастает количество дорожно-транспортных происшествий. Кроме того, в эти периоды увеличивается количество производственных аварий, причина которых — человеческий фактор.
У людей с психическими заболеваниями и отклонениями во время вспышек на Солнце часто наблюдаются обострения. Кроме того, уже давно замечено, что в такие моменты возрастает число самоубийств.
Как себя обезопасить
Для того, чтобы уменьшить последствия вспышек на Солнце и возникающих в результате магнитных бурь рекомендуется:
Роль звездных вспышек в зарождении жизни
Как ни странно, ученые полагают, что солнечные бури были ключом к зарождению жизни на Земле. Мощные солнечные взрывы, возможно, имели решающую роль в разогреве Земли. Выбрасываемая энергия превратила простые молекулы в сложные, такие как ДНК и РНК, необходимые для жизни.
Около 4 миллиардов лет назад Земля получала лишь 70% энергии от Солнца, по сравнению с тем, что мы имеем сегодня. Это означает, что наша планета должна была быть ледяным шаром. Вместо этого, геологические свидетельства говорят о том, что она была теплой и имела океаны жидкой воды. Ученые называют это «Парадокс слабого молодого Солнца».
Солнце до сих пор производит вспышки и выбросы масс, но они не являются столь частыми и интенсивными, как ранее. Более того, на сегодняшний день Земля имеет сильное магнитное поле, которое уберегает нас от большей части энергии, достигающей нашей планеты. Но наша молодая планета имела более слабое магнитное поле. Расчеты ученых показывают, что в то время частицы космической погоды путешествовали вниз по линиям магнитного поля, врезаясь в изобилие молекул азота в атмосфере, изменяя химию и создавая условия для жизни.
В тоже время, слишком большое количество энергии может быть губительно для молодых планет. Постоянная цепь звездных извержений и ливней из частиц может содрать атмосферу, если магнитосфера слишком слаба. Понимание этих процессов поможет ученым определить, какие звезды и какие планеты могут быть гостеприимными для жизни.
Видео
Ученые предупредили о последствиях вспышек на Солнце. К чему готовиться?
Астрофизик Богачев: вспышки на Солнце повлияют на спутники и магнитные бури
Вспышка максимального класса Х1.0 произошла на Солнце 28 октября. В тот день зафиксировали целую серию таких явлений. Это может негативно сказаться как на космических кораблях, так и на Земле. Ученые прогнозируют сильные геомагнитные излучения и магнитные бури.
Серия вспышек на Солнце
Процесс сильного рентгеновского излучения Солнца начался в 18:17 и продолжался 31 минуту. Об этом сообщили в Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института академии наук. По ее данным, за прошедшие двое суток произошло 28 слабых, средних и сильных вспышек. Индекс вспышечной активности повысили до «оранжевого». Он лишь немного недотягивает до «красного» уровня.
Перед этим, 28 августа, центр прогноза космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований США сообщил, что ученые третий день подряд фиксировали на Солнце череду вспышек. Так, за 24 часа ученые отметили семь вспышек класса C.
Тем временем вспышка максимального класса X последний раз была зафиксирована 3 июля. Она стала крупнейшей с 2017 года. Событие продолжалось порядка 16 минут. Вспышки других типов на Солнце могут длиться несколько часов.
Короткое замыкание на Солнце
Вспышки — главное проявление активности Солнца. Речь идет о выбросах веществ наружу, о большом излучении, о высоких температурах и так далее. Об этом «360» рассказал главный научный сотрудник Лаборатории физики Солнца и космических лучей Физического института имени Лебедева РАН Сергей Богачев.
«По поводу влияния на Землю. Тут очень много факторов. Если вспышка произошла с другой стороны Солнца, очевидно, что на Землю она не повлияет, какой бы силы ни была. Очень важно положение вспышки, где она случилась. В данном случае была серия вспышек действительно очень крупных. И она была, к сожалению, не на обратной стороне Солнца, а на той, которая к нам обращена. К двойному сожалению, она была прямо по центру Солнца, прямо по направлению к Земле», — пояснил Богачев.
Многое действительно зависит от ориентации Солнца в момент вспышки, а также от того, как магнитное поле выходит со звезды в этом месте. Об этом «360» рассказал доцент кафедры теоретической физики Челябинского государственного университета Сергей Замоздра.
«Если магнитное поле направлено, так скажем, неудачно, то через какое-то время частицы от этой вспышки достигнут Земли. А в другом случае не достигнут. Слишком много факторов работает. Не всегда они до нас долетают. Там происходит что-то типа короткого замыкания. Провода замкнешь — вспышка полетела. Это такой же процесс. Выделяется электромагнитная энергия», — пояснил Замоздра.
Он подчеркнул, что в такие моменты и выбрасываются быстрые частицы. Они могут повреждать электронику в космических аппаратах. Именно поэтому к этим вспышкам приковано такое внимание. Ведь многие страны сейчас запустили различного рода спутники.
«Если вспышка достаточно сильная, то спутники переводятся в режим пониженной активности, спящий. Солнце же периодически усиливает свою активность. Сейчас, насколько я понял, идет выход из минимума», — отметил астрофизик.
Конкретно в этом случае ученые прогнозируют серьезные последствия для Земли, отметил Богачев. В ближайшие два дня — 30–31 октября — ожидаются сильные геомагнитные излучения, магнитные бури.
Более того, установленный «оранжевый» уровень может достаточно легко стать «красным», ведь зафиксированные показатели были достаточно близки к следующей стадии. Тем временем за последние три года, по словам Богачева, такого уровня не было ни разу. Это будет необычное событие.
Взрывной характер Предсказана скорая гибель человеческой цивилизации. Ее уничтожит вспышка на Солнце
Астрономы Колорадского университета в Боулдере в США пришли к выводу, что Солнце может породить выброс энергии в тысячи раз мощнее обычных вспышек, который нанесет огромный урон технологической цивилизации. Подобные события, называемые супервспышками, обычно регистрировались у молодых и активных звезд, и поначалу считалось, что в Солнечной системе они невозможны. «Лента.ру» рассказывает о тревожном исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal.
Звездные взрывы
Вспышки представляют собой выброс значительного количества энергии в звездной атмосфере. Их порождают магнитные поля вблизи пятен — холодных участков фотосферы. Высокой магнитной активностью обладают молодые звезды, быстро вращающиеся звезды, двойные звезды (их компаньоны должны быть близки друг к другу) и красные карлики. Их поля c силой в несколько тысяч Гаусс (0,1-0,4 тесла) затрагивают обширные участки поверхности, что способствует возникновению супервспышек со светимостью в десять или в миллион раз выше, чем у крупнейших солнечных вспышек (с энергией 10 в 32-й степени эрг). Казалось бы, человечеству повезло: Солнце вращается медленно, магнитные поля у него слабые — ничто не указывает на то, что у него хватит сил на супервспышку.
Фотография солнечной вспышки
Однако, благодаря данным, полученным с помощью космического телескопа Kepler, ученые начали находить свидетельства возникновения супервспышек и у звезд спектрального класса G (к ним относится современное Солнце). Звезды, производящие экстремальные вспышки, обладают столь огромным числом пятен, что по мере вращения происходят периодические изменения яркости, которые можно заметить с помощью астрономических приборов. Вообще говоря, появление огромного числа пятен — явный признак усиления магнитной активности. Было обнаружено большое число подобных событий, что дало исследователям возможность оценить вероятность супервспышки у Солнца.
Ученые выяснили, что супервспышки с энергией до 10 в 35-й степени эрг могут происходить раз в несколько тысяч лет у звезд, которые вращаются столь же медленно, как и Солнце. Частота вспышек с увеличением ее силы уменьшается по степенному закону, то есть чем сильнее вспышка, тем реже она происходит. Поэтому астрономы пришли к выводу, что Солнце изредка, раз в несколько тысяч лет, способно породить достаточно мощные магнитные поля, чтобы создать катастрофическое событие.
Тревожные данные
В одной из прошлых научных работ исследователи провели наблюдения за 50 звездами солнечного типа, производящими супервспышки. Больше половины (34) из них были одиночными, а все параметры звездной атмосферы (температура, поверхностная гравитация, металличность) были типичны для звезд G-класса. Они демонстрировали ту самую периодичность в изменении блеска, что происходит при вращении и наличии большого числа пятен. Также ученые измерили содержание лития, чье большое количество характерно для активных и молодых звезд.
С возрастом содержание лития в звездах снижается, поскольку по мере того, как светила становятся холоднее, металл опускается в горячие недра, где разрушается в ядерных реакциях. Некоторые звезды имеют мало лития, медленно вращаются, но все же производят достаточно мощные вспышки. Однако чтобы подтвердить, что Солнце может представлять опасность, астрономам не хватало спектроскопических данных об одиночных звездах, ведь многие изученные системы были бинарными.
Взаимодействие между облаком плазмы и электромагнитным полем Земли
В новом исследовании специалисты изучили еще 23 похожие на Солнце звезды, у которых заметили супервспышки. Эти звезды изначально были обнаружены ныне «покойным» телескопом Kepler. Стоит заметить, что все они вращаются чуть быстрее Солнца, у которого период обращения вокруг своей оси равен примерно 25 дней. Из 23 звезд были отобраны 18 наиболее ярких (чтобы исключить влияние шума), а из них в свою очередь выделили пять двойных систем. Кроме того, астрономы также для сравнения рассмотрели еще 28 звезд солнечного типа, у которых не было зафиксировано супервспышек.
С учетом объединенных данных о 43 звездах астрономы подтвердили прямую корреляцию между числом солнечных пятен и магнитной активностью звезд, а также то, что старые звезды, подобные Солнцу, действительно могут производить супервспышки. Кроме того, максимальная энергия вспышек не находится в строгой зависимости от скорости вращения звезд, и мощные выбросы энергии до 10 в 35-й степени эрг могут происходить на медленно вращающихся звездах. Супервспышки с энергией до 5 * 10 в 34-й степени эрг происходят на старых звездах солнечного типа примерно раз в 2-3 тысячи лет.
Однако, по мнению исследователей, текущей статистики недостаточно, чтобы уверенно ответить на вопрос, может ли Солнце произвести катастрофически мощную вспышку. Ученые не вполне уверены, что исследованные звезды не обладают какими-либо неучтенными свойствами, которые отсутствуют у Солнца. Но, исходя из имеющихся данных, вероятность того, что супервспышка может произойти в ближайшую сотню лет, довольно высока. Астрономы планируют изучить сам механизм возникновения вспышек и то, какое влияние они могут оказать на ближайшие планеты.
Катастрофические последствия
Супервспышка не приведет к массовому вымиранию и экологической катастрофе, несмотря на то, что она будет в тысячи раз сильнее обычной солнечной вспышки. Она не сожжет леса и не обдаст всех людей и животных на Земле вредоносным ультрафиолетовым излучением. Однако ее последствия окажутся тяжелы для человеческой цивилизации, чье существование тесно связано со спутниковыми и другими технологиями. Всплеск высокоэнергетического излучения окажется фатальным для электроники и телекоммуникационных систем и может стать смертельно опасным для астронавтов на орбите.
Район прорыва магнитного поля через фотосферу и солнечная вспышка (внизу справа на солнечном диске).
Изображение: NASA / GSFC / SDO
Вспышка на Солнце создает большие выбросы плазмы из солнечной фотосферы, которые устремляются в космос и сталкиваются с магнитным полем Земли, создавая геомагнитную бурю. Еще одним поражающим фактором является ионизирующее излучение, которое ответственно за формирование у Земли ионосферы. Заряженные частицы могут проникать в высшие слои атмосферы, вызывая полярные сияния и сбои в радиосвязи.
Супервспышка может привести к потере буквально всех искусственных спутников, а пассажиры самолетов, делающих рейсы через полярные области, получат высокие дозы радиации. Серьезные повреждения в энергосистеме приведут к массовому отключению электричества. Скорее всего, произойдет истощение озонового слоя с усилением повреждающего воздействия ультрафиолетового излучения на кожу человека. Увеличится заболеваемость раком, катарактой, а также повысится риск получения солнечных ожогов. Восстановление атмосферы займет месяцы или годы.