Ученые выяснили почему солнечные вспышки не сжигают атмосферу Земли

Атмосфера Земли не превращается в кипящий океан огня во время появления мощных вспышек на Солнце благодаря особому механизму, который заставляет ее верхние слои сбрасывать огромные количества тепла в открытый космос.  

"Мы обнаружили, что быстрые потоки плазмы, выброшенные Солнцем и порождающие ударные волны в атмосфере Земли, заставляют ее нагреваться и расширяться. С другой стороны, этот же самый процесс порождает молекулы оксида азота, которые заставляют атмосферу сбросить энергию и охладиться", — рассказывает Делорес Книпп (Delores Knipp) из университета Колорадо в Боулдере (США).

Земля, в отличие от Венеры и ряда других планет Солнечной системы, обладает своим собственным магнитным полем, который вырабатывается в результате движения жидких потоков металла в ее ядре. Это магнитное поле играет роль своеобразного "щита", который отражает космические лучи, заряженные частицы высоких энергий, и защищает Землю от солнечного ветра и выбросов корональной массы на Солнце.

Открытие этого магнитного "щита" и бомбардирующих его вспышек на Солнце поставило перед учеными новую загадку – почему столкновения корональных выбросов массы, гигантских сгустков горячей солнечной плазмы, не разогревают атмосферу Земли и не сжигают все, что есть на ее поверхности.

Как рассказывает Книпп, она нашла ответ на этот вопрос, изучая малоизвестные заметки об одном из самых сильных выбросов корональной массы на Солнце. Оно произошло в 1967 году, еще до отправки первых солнечных обсерваторий в космос, данные с которых сегодня используются для раскрытия тайн взаимодействия Земли и светила.

Изучая графики солнечной активности в 1967 году и то, как на нее реагировала атмосфера, Книпп обнаружила, что столкновение солнечной плазмы с магнитным "щитом" Земли приводит не только к разогреву атмосферы, но и к рождению других процессов, которые могут охлаждать Землю.

Их существование она проверила, изучив данные, которые собирали два относительно малоизвестных зонда НАСА – SNOE и TIMED, изучавшие концентрацию одного из токсичных газов – окиси азота (NO) в верхних слоях атмосферы Земли в 90 годы и сегодня. Этот газ, как предположила Книпп, мог играть ключевую роль в охлаждении Земли после удара солнечного выброса, поглощая энергию коронального выброса и "катапультируя" ее назад в космос в виде тепла и других форм электромагнитного излучения.

Как показало сравнение всплесков в концентрации NO в атмосфере и времени вспышек, это, скорее всего, действительно так – каждый эпизод солнечной активности сопровождался резким повышением в концентрации оксида азота в ионосфере, что приводило, через относительно небольшое время, к резкому уменьшению температуры воздуха с 400 градусов Цельсия до отрицательных значений.

Это защищает атмосферу Земли от перегрева и позволяет жизни существовать на ней даже после мощнейших вспышек на Солнца, подобных событию Каррингтона 1859 года и выбросу корональной массы в марте 1989 года, когда их эффекты вывели из строя телеграфные сети в США и всю электросеть в Канаде. Дальнейшее изучение этого механизма самоохлаждения, как надеются ученые, поможет понять, какую угрозу жизни несут супер-вспышки на Солнце и как мы можем от них защититься.