Авиакатастрофы, средневековье и тьма. На что способно яростное Солнце

 
35 522
17 января 2016 в 8:00
Источник: Виктор Малыщиц

Взрывающиеся трансформаторы, всемирный блэкаут, самолеты, которые не в состоянии найти свой аэродром, падающие спутники и странные явления в небе — отличный сюжет, который мы не раз видели во многих фильмах-катастрофах. Авторы сценариев проявляли недюжинную фантазию, пытаясь объяснить все эти катастрофы невиданными извержениями, столкновением с гигантскими астероидами и даже нашествиями инопланетян. Однако существует еще одна причина, способная вызвать столь масштабные бедствия, и эта причина одновременно дает нам свет и тепло каждый день. Речь идет о Солнце.

Электрический хаос и небесные знамения

1 и 2 сентября 1859 года на земном шаре происходило нечто из ряда вон выходящее. Во всей Европе и Северной Америке внезапно нарушилась телеграфная связь. Из-за резкого скачка напряжения оборудование выходило из строя, аппараты били операторов током, из них сыпались искры, поджигая бумаги на столе. Удивительно, но в проводах присутствовало напряжение даже тогда, когда цепь не подключалась к батарее. Приборы, контролирующие состояние магнитного поля Земли, зашкаливали и указывали на полный магнитный хаос на нашей планете.

Самописцы магнитометров по всей Земле в те дни сходили с ума

С наступлением ночи небеса нашей планеты расцвели полярными сияниями. Их яркость была такова, что где-то их принимали за зарево от гигантских пожаров, где-то — за небесные знамения, а в Скалистых горах золотоискатели даже проснулись от красноватого освещения и начали готовить завтрак, решив, что уже настало утро. Сияния оказались не такими уже и «полярными» — их наблюдали даже на расположенных у экватора Карибских островах.

Полярные сияния зачастили и в Беларусь. Только за прошлый год автору удалось сфотографировать это явление не менее шести раз. Снимок сделан 8 октября 2015 г. 

Что случилось в ту ночь? Что могло вызвать столь мощное возмущение нашего космического щита — магнитного поля? Астрономы единодушны в ответе: во всем оказалось виновато наше Солнце. Источник жизни для Земли таит в себе еще множество загадок, некоторые из них могут нам серьезно угрожать.

Самые мощные взрывы в Солнечной системе

Если посмотреть на поверхность дневного светила в телескоп на большом увеличении (только с фильтром на объективе!), то можно заметить, что его поверхность выглядит зернистой. Зернышки — это солнечные гранулы, диаметр каждой из которых в два-три раза превышает размеры Беларуси. Грануляция возникает по аналогии с кипящей кастрюлей: нагретый в недрах Солнца газ поднимается вверх, там охлаждается, излучая свет, темнеет и опускается вниз, чтобы нагреться снова.

Поверхность Солнца при очень большом увеличении

Однако время от времени на равномерно усыпанной гранулами поверхности появляются темные участки, которые называют солнечными пятнами. В этих областях по не совсем пока понятным причинам происходит искривление линий магнитного поля, что замедляет процесс перемешивания раскаленной плазмы и приводит к ее остыванию. Но возникновением только пятен появившаяся активная область не ограничивается: по мере роста зоны в ней начинаются настоящие космические фейерверки.

Солнечное пятно крупным планом. Кажущиеся застывшими янтарные узоры вокруг — это на самом деле гигантские фонтаны огня
Солнечные пятна порой достигают фантастических размеров, как, например, в октябре 2014 года. Рядом для сравнения указаны размеры Земли.

Мощность солнечных вспышек — так называются эти катастрофические явления — может даже в пару миллиардов раз превышать мощность знаменитой Царь-бомбы. Во время таких событий, помимо мощного всплеска рентгеновского и ультрафиолетового излучения, в окружающее пространство извергаются потоки солнечного ветра — заряженных частиц высокой энергии. И если на их пути оказывается Земля, они вызывают явление, получившее название магнитные бури.

Мощная вспышка на Солнце. Фото в ультрафиолетовых лучах

В том далеком 1859 году, 25 августа, из-за восточного края показалась огромная группа солнечных пятен, которая продолжала разрастаться и удивлять ученых своей активностью. В течение недели в районе этих пятен постоянно происходили вспышки, извергавшие в космическое пространство потоки плазмы. Когда эти пятна достигли центра солнечного диска, над ними произошли две экстремально мощные вспышки. Знаменитый исследователь Солнца Ричард Кэррингтон даже смог заметить их в телескоп (обычно без специальных фильтров их не увидеть) как два ярких огненных шара среди гигантских пятен. А всего лишь через 18 часов Землю накрыло облако солнечной плазмы, хотя обычно на дорогу к нашей планете ей требуется 2—3 дня.

Выброс солнечного вещества в момент вспышки. Вспомните снова сравнительные размеры Земли

Помимо солнечных пятен, «пошалить» может и более высокая область солнечной атмосферы — жемчужно-эфемерная корона. В периоды высокой солнечной активности корона способна извергать гигантские пузыри плазмы с «вмороженным» магнитным полем. Или, наоборот, в короне могут образовываться обширные «дыры», сквозь которые в окружающий космос беспрепятственно устремляются потоки плазмы от Солнца.

Выбросы в солнечной короне. Само Солнце закрыто темным диском, его размеры указаны белой окружностью
На этом фото, раскрашенном в искусственные цвета, отчетливо видна гигантская брешь в короне Солнца

Как это влияет на нас?

Чем для нас может быть опасна магнитная буря? От наших бабушек и дедушек, а также из телепередач о здоровье мы прекрасно знаем, что подобные явления наносят сильный удар по здоровью человека. Правда, в среде ученых и медиков на этот счет высказываются куда сдержаннее: некоторые вовсе не признают влияния бурь на здоровье, другие утверждают, что этот фактор является совсем незначительным. Основные проблемы, создаваемые магнитными бурями, носят техногенный характер.

Так художник изобразил влияние всплесков солнечного ветра на Землю

Еще на уроках физики нас учили, что, если поместить проводник в переменное магнитное поле, в нем возникает электрический ток. Конечно, магнитное поле Земли слабее тех, что использовались в школьных экспериментах. Но зато размеры проводников впечатляют: человечество создало гигантские электрические цепи размером с континенты. При сильных магнитных бурях в таких цепях возникают очень большие токи, которые могут привести к серьезным авариям. Особенно сильно страдают в этом случае трансформаторы, без которых существование привычных электросетей просто немыслимо.

Во время магнитных бурь в линиях электропередач возникают катастрофические токи

Конечно, расчетливые инженеры снабжают все ключевые узлы электросистем защитой от подобных скачков тока. Однако опыт гораздо более слабых магнитных бурь показал, что эта защита далеко не всегда корректно срабатывает, не будучи рассчитанной на такое воздействие. По некоторым оценкам, при повторении бури 1859 года в наши дни как минимум половина человечества может остаться без света, причем восстановление электросети может занять многие недели.

Благодаря сверхмощной солнечной вспышке белорусы смогут насладиться звездным небом…

К чему это может привести, объяснять не надо. Остановится производство, транспорт, больницы, производство продуктов питания. Наивно будет надеяться на бензиновые генераторы: чтобы добывать топливо, также требуется электроэнергия. Мир погрузится в глубочайший экономический и социальный кризис, который в буквальном смысле переживут далеко не все.

… полюбуются полярными сияниями прямо в городе…

Во время самóй бури нарушится радиосвязь и связь со спутниками GPS. Из-за этого многие самолеты не смогут добраться до места назначения и безопасно там приземлиться. Череда авиакатастроф захлестнет мир. Кроме того, потребуется дополнительная коррекция орбит спутников на низких орбитах: из-за разогрева ионосферы они могут слишком сильно затормозиться и упасть. Так, например, в 1972 году ученые «упустили» космическую станцию «Скайлэб». Правда, коррекция орбит будет также затруднена из-за невозможности связаться со спутником.

… и увидят сгорающие в атмосфере спутники

Несмотря на обещанное отключение света, первую ночь человечество проведет отнюдь не во тьме. Планету окутают яркие полярные сияния, которые будут куда мощнее, чем те, что могли наблюдать белорусы в марте прошлого года.

Какова вероятность такого события? Анализ антарктических льдов и спилов древних деревьев показал, что катастрофические магнитные бури происходят в среднем раз в 500 лет. Поэтому человечеству необходимо постоянно быть начеку. Уже в наши дни астрономы запустили два спутника STEREO, которые наблюдают за Солнцем «сбоку», и еще два аппарата у Земли, способные оценивать вероятность возникновения магнитных бурь. В энергосистемах внедряются новые более надежные способы защиты, меняется их архитектура. А нам остается надеяться, что прогнозы космической погоды станут точнее, чем земные, и столь грандиозные небесные происшествия станут пугать нас не больше, чем недавний циклон Даниелла.

Читайте также:

Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. nak@onliner.by

Источник: Виктор Малыщиц