Как пятна на Солнце влияют на космическую погоду?

Астрономия прививает смирение. Но нам, людям, нравится чувствовать себя особенными. Это желание так прочно укоренилось в нашем сознании, что каждый четвертый житель России считает, что Солнце вращается вокруг Земли (согласно данным ВЦИОМ). Подобное отношение к реальности удручает, даже несмотря на объяснимую склонность Homo Sapiens к иррациональному мышлению. И поскольку Земля вращается вокруг звезды, расположенной на расстоянии почти 150 миллионов километров, она получает от Солнца заряженные частицы, которые влияют на природу пространства по всей Солнечной системе. Этот горячий светящийся шар из водорода и гелия сделал жизнь на нашей планете возможной. А еще Солнце управляет космической погодой, которая может оказывать непосредственное влияние на нашу жизнь.

Освещая темноту

Возраст Солнца, как известно, составляет примерно 4,6 миллиардов лет. Многие ученые считают, что наша звезда и остальная часть Солнечной системы образовались из гигантского вращающегося облака газа и пыли, так называемой солнечной туманности. На самом деле Солнце не является уникальной или особенно сложной звездой.

И хотя на Солнце приходится 99,8% от общей массы Солнечной системы, на самом деле это просто большой газовый шар. Термоядерный синтез внутри звезды создает энергию, которая перемещается к поверхности Солнца в путешествии длинной в миллион лет. Эти процессы остановятся примерно через пять миллиардов лет, так что волноваться о скорой гибели звезды нам явно не стоит. И все же, вопросов к Солнцу у ученых немало.

Солнечная система образовалась около 5 миллиардов лет назад

Космическая погода напрямую зависит от Солнца, которое выбрасывает в окружающее пространство поток заряженных частиц – «солнечный ветер». Иногда частицы извергаются из солнечных пятен (более холодных областей поверхности Солнца) порождая «солнечные вспышки», которые, к слову, могут привести к отключению электроэнергии на Земле.

Температура на поверхности Солнца (то есть видимой для нас его части) составляет около 5500 градусов по Цельсию. Поверхность звезды называется фотосферой – области из которой большая часть излучения выходит наружу. Излучение фотосферы называют солнечным светом, которому требуется примерно восемь минут и двадцать секунд чтобы достигнуть поверхности Земли и наших глаз.

Космическая погода

Выбрасывая в космическое пространство заряженные частицы – солнечный ветер – Солнце тем самым формирует космическую погоду, оказывая непосредственное влияние на геомагнитные бури на Земле. Последние происходят когда взрывы плазмы с поверхности Солнца вырываются через корональные дыры – пятна низкой плотности во внешней атмосфере звезды.

Скорость, с которой выброшенная плазма достигает Земли имеет важное значение, так как чем выше скорость, тем сильнее геомагнитная буря. Солнечный ветер распространяется со скоростью примерно равной 1,4 миллиона километров в час, но эта скорость может возрасти в пять раз из-за некоторых солнечных явлений.

Солнечный ветер поток заряженных частиц (плазмы), излучаемых Солнцем. Скорость, плотность и температура потока постоянно меняются.

Так, самая мощная геомагнитная буря за всю историю наблюдений началась из-за выброса корональной массы в сентябре 1859 года. Исследования показывают, что если бы геомагнитная буря такой силы обрушилась на Землю сегодня, стоимость ущерба составила бы два триллиона долларов.

Космическая погода включает в себя все без исключения условия и события на Солнце, которые могут повлиять на космические и наземные технологические системы, а через них на человеческую жизнь и деятельность.

Солнечные циклы

Солнце проходит естественный цикл примерно каждые 11 лет, достигая пика и спада своей активности. Цикл характеризуется увеличением и уменьшением солнечных пятен – темных областей на поверхности Солнца. Наибольшее количество солнечных пятен в любом солнечном цикле обозначается учеными как «солнечный максимум», а наименьшее как «солнечный минимум».

Извержения, которые происходят во время солнечного максимума, не причиняют вреда людям на Земле, но оказывают значительное влияние на радиосвязь. Недавно ученые сообщили о мощной солнечной вспышке, которая привела к отключению радиосвязи в Австралии, западной части Тихого океана и Восточной Азии.

Солнечная цикличность — периодические изменения в солнечной активности.

На снимках предоставленных NASA видно большую группу солнечных пятен AR2993-94, что свидетельствует о пробуждении Солнца в новейшем 11-летнем цикле активности, который начался в 2019 году и, по прогнозам, достигнет пика в 2025 году.

Однако есть вероятность, что космическая погода не обойдется солнечным ветром из-за выбросов корональной массы. И если это произойдет, жители Земли смогут любоваться полярным сиянием.

Вспышки и извержения на Солнце могут повлиять на радиосвязь, электросети, навигационные сигналы и представлять опасность для космических аппаратов и астронавтов, – сообщили представители NASA в своем недавнем заявлении.

Иногда солнечные вспышки связаны с корональными выбросами массы или потоками заряженных частиц, которые устремляются в космос

Исследователи также отмечают, что солнечные вспышки и выбросы корональной массы станут частым явлением в течение следующих нескольких лет, что повысит уровень опасности солнечной активности. Необходимо отметить, что до сих пор мы избегали наихудших последствий солнечных бурь, но в будущем ситуация может измениться.

Солнечных пятен стало больше

Солнечные пятна – это один из способов, с помощью которого можно измерить уровень активности Солнца. Как правило, чем больше солнечных пятен мы наблюдаем, тем активнее звезда. Недавно исследователи обнаружили огромные скопления солнечных пятен, некоторые из которых настолько велики, что могут поглотить Землю целиком.

За обнаруженными «активными областями» под номером 2993 и 2994 (AR2993 и AR2994), вероятно, последует третья группа. Исследователи полагают, что именно она стала причиной мощной солнечной вспышки, что прошла мимо Земли в середине апреля. Каждая группа на поверхности Солнца состоит из нескольких солнечных пятен, занимая площадь превышающую диаметр Земли.

Солнечный минимум и максимум выглядят так

Солнечные пятна появляются на внешней поверхности Солнца (короне), оставаясь на ней от нескольких часов до нескольких месяцев, после чего начинают распадаться, – объясняют астрономы.

Причиной их появления, вероятно, является временное снижение температуры поверхности звезды во время создания магнитного поля. Астрономы документируют изменения частоты звездных пятен на Солнце с тех пор, как их впервые заметил Галилей и другие астрономы в 1600-х годах.

Отметим также, что солнечные бури, как и ураганы на нашей планете, оцениваются по пятибальной шкале. В целом в NASA считают, что Солнце в 2022 году будет вести себя относительно спокойно.

Чем больше пятен на Солнце, тем больше солнечных вспышек

Исследователи также наблюдают за ближайшими звездами и даже составили каталог активности звездных пятен 58 других солнцеподобных звезд. Ознакомиться с их работой можно в научном журнале Astronomical Journal, а продолжить наблюдения за космическим зондом Solar Orbiter, который уже сделал потрясающие снимки Венеры, Земли и Марса и позволил заново взглянуть на родную звезду.