Насколько опасна солнечная плазма?

24.08.11 Группа астрофизиков из Юго-Западного научно-исследовательского института и Национальной солнечной обсерватории в США провела наблюдения за гигантским облаком солнечной плазмы, сформированным в результате выброса коронального вещества в межпланетное пространство в декабре 2008 года, чтобы определить, может ли это представлять опасность для Земли.

Корональным выбросом массы (coronal mass ejection, или, сокращенно, CME) называют выброс вещества из солнечной короны. Впервые наблюдение СМЕ в видимом диапазоне длин волн было выполнено в начале 1970-х годов при помощи коронографа, установленного на седьмой орбитальной солнечной обсерватории (OSO-7). Однако подобного рода наблюдения затруднены, так как диск коронографа вырезает яркий диск Солнца из поля зрения прибора, и предположения о возможном источнике коронального выброса делаются на основе наблюдений другими приборами в других диапазонах волн. Поэтому во многих случаях невозможно определить, в каком направлении движется облако плазмы — к Земле или от Земли. Чтобы уточнить результаты наблюдений, в настоящее время астрофизики используют пару космических аппаратов STEREO, которые разведены на большие углы по земной орбите.

СМЕ не зависят от солнечных вспышек. В отличие от последних, во время которых энергия, накопленная в активных областях Солнца, переходит в электромагнитное излучение, при корональных выбросах она расходуется на ускорение огромных масс вещества.

Выброс состоит из плазмы, куда входят в основном электроны и протоны, а также небольшое количество более тяжелых элементов — гелия, кислорода, железа и других. Характерным свойством такого выброса является то, что облако плазмы имеет форму гигантской петли, оба или одно основание которой "цепляются" за солнечную атмосферу. Магнитное поле внутри выброса, как правило, мощнее, чем в обычном солнечном ветре, и представляет собой скрученные в жгут силовые линии.

В том случае, если СМЕ направлены в сторону Земли, они вызывают на нашей планете определенные процессы: например, полярные сияния и магнитные бури. Последние, по предположению медиков (правда, до сих пор не доказанному), способны существенно влиять на здоровье людей. К группе риска относятся в первую очередь те, кто страдает сердечно-сосудистыми недугами: им рекомендуют в дни магнитных бурь быть особенно осторожными.

Кроме того, считается, что СМЕ могут вносить помехи в работу электрооборудования и электронных устройств. Это может вызывать сбои в работе компьютеров, связи и измерительных приборов, что чревато довольно серьезными последствиями. Поэтому существует необходимость прогнозировать корональные выбросы.

"Раньше орбитальные аппараты могли наблюдать выбросы лишь на небольшом участке пространства, приближенном к Солнцу, — комментирует одна из участников исследования, гелиофизик Алисия Рейнард. — Определяя скорость CME по этим неполным данным, мы оценивали время его подхода к Земле, получая неточные прогнозы с погрешностью в несколько часов".

В конце 2008 года аппарат STEREO-А, движущийся по орбите, близкой к земной, находился более чем в 100 миллионах километров от нашей планеты, что облегчило наблюдения за СМЕ. Американские исследователи проанализировали изображения, полученные с камер зонда, регистрирующих солнечный свет, рассеивающий электроны в облаке плазмы. Хотя по мере движения и расширения СМЕ значительно тускнеет, и потому вблизи Земли его довольно сложно зафиксировать, американцам, однако, удалось реконструировать все этапы эволюции выброса. Для этого им пришлось потратить более двух лет на обработку изображений. При этом результаты расчетов плотности газа в выброшенном плазменном облаке, непосредственно связанной с яркостью последнего, полностью согласовались с данными измерений, выполненных при помощи другой аппаратуры.

Если подобная методика обработки данных окажется эффективной, это позволит впредь составлять более точные прогнозы космической погоды и оценивать массу CME. А значит, мы сможем быть заранее готовыми к магнитным бурям и прочим "критическим" явлениям, связанным с воздействием солнечной плазмы. Как говорится, кто предупрежден, тот вооружен!

Однако данное исследование говорит и о том, что, возможно, страх перед СМЕ является абсолютно необоснованным. Ведь в исследуемом случае при значительной мощности вспышки до Земли дошло, в общем-то, ничтожно малое количество частиц (недаром было зафиксировано, что у орбиты Земли поток стал весьма тусклым), которые вряд ли сильно повлияли на магнитное поле самой планеты. Так что, возможно, то, что мы называем магнитными бурями, вызванными СМЕ, на самом деле имеет совсем другую природу (например, это явление порождается массовым "самогипнозом" — люди просто верят в то, что магнитные бури плохо влияют на их здоровья и в результате настолько убеждают себя в этом, что с самочувствием действительно начинаются проблемы).

Однако полностью исключать возможность влияние СМЕ на биологические процессы нашей планеты, конечно же, нельзя. И теперь, после того, как STEREO-А показал себя замечательным "охотником" на СМЕ, у гелиофизиков появился шанс подробнее изучить данное явление…