06.06.2024

Солнце входит в свой максимум. Ожидайте авроры и многое другое

Недавние космические погодные бури могут быть предзнаменованием того, что будет происходить по крайней мере до 2026 года

Адам Манн

Авроры окрасили небо над Соляными полями Бонневилля в штате Юта 10 мая. Мощная солнечная буря привела к тому, что подобные световые эффекты, которые обычно наблюдаются ближе к полюсам, стали видны в непривычно низких широтах. Блэйк Бенард/Getty Images

Красивые занавесы розового и зеленого света вихрились в ночном небе по всему миру в мае во время одного из самых сильных за последние полтысячелетия проявлений северного сияния - авроры.

Источником этого светового шоу было Солнце. В первую неделю мая поток взрывных солнечных вспышек и корональных выбросов массы выплеснул из Солнца в космос миллиарды тонн вещества. Это вызвало сильнейшую за последние два десятилетия солнечную бурю, в результате которой авроры распространились на юг до Флориды и в северные районы Индии

Эти небесные фейерверки стали началом того, что может превратиться в многолетнюю череду подобных шоу. Это связано с тем, что Солнце приближается к пику активности в своем 11-летнем солнечном цикле - и уже сейчас оно гораздо более бурное, чем предполагалось ранее.

Авроры возникают, когда заряженные частицы солнца сталкиваются с молекулами кислорода и азота в верхних слоях атмосферы Земли. Когда атмосферные молекулы теряют энергию, полученную в результате таких столкновений, они излучают свет разных цветов. Поскольку магнитное поле планеты направляет эти заряженные частицы к полюсам, авроры наблюдаются в основном только в самых высоких широтах - если только бури не необычайно мощные.

Чтобы узнать, чего стоит ожидать в ближайшие несколько лет, и понять, как этот период высокой солнечной активности влияет на нас, мы побеседовали с Терезой Нивес-Чинчилла, исполняющей обязанности директора Управления НАСА по анализу космической погоды от Луны до Марса в Гринбелте, штат Мэриленд, и Шоном Далом, синоптиком космической погоды в Центре прогнозирования космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо. 

- Что происходило с Солнцем в начале мая, что вызвало такой ажиотаж?

Тереза: Мы приближаемся к максимуму 25-го солнечного цикла [текущего солнечного цикла, который начался в декабре 2019 года]. И по мере приближения к нему мы наблюдаем повышенную активность Солнца, особенно в эти дни в мае.

Шон: По сути, мы наблюдали активность космической погоды во всех трех категориях: от вспышек на Солнце до радиационных бурь и, в конечном итоге, до геомагнитных бурь, которые мир наблюдал с 10 по 11 мая. Несомненно, это была историческая буря, наравне со штормом 2003 года, который привел к отключению электричества в Южной Африке и Швеции.

Мощная вспышка (справа от центра) вспыхнула на Солнце 10 мая, как видно на этом ультрафиолетовом изображении, полученном спутником НАСА Solar Dynamics Observatory. SDO/NASA

- Большую часть этих явлений вызвали пятна на поверхности Солнца, известные как активные области. Что это такое?

 Шон: Активные области - это мощные области локализованных магнитных полей, которые проявляются на Солнце. Они формируются в глубине Солнца и пробиваются вверх через поверхность. Они настолько сильны в магнитном отношении, что препятствуют нормальному переносу энергии и света из глубин Солнца. Поэтому они кажутся темнее и намного холоднее, чем окружающая поверхность Солнца. [В этих регионах температура достигает 3 500° по Цельсию, в то время как остальная поверхность составляет около 5 500° по Цельсию.]

Тереза: [В активных областях] мы видим множество солнечных пятен - черных областей на Солнце. В этих областях накапливается большое количество магнитной энергии, которая в конечном итоге должна высвободиться.

- Как буря 10-11 мая повлияла на нас на Земле?

Шон: Спутниковая связь была нарушена, потому что ионосфера - [часть] атмосферы, через которую должны проходить коммуникации, - была сильно повреждена. Например, GPS сильно ошибалась для фермеров [которые используют технику, работающую на основе этой технологии, и] занимались посевом сельскохозяйственных культур. Им требовалась точность в сантиметры, а они ошибались на 10 футов. Из-за этой бури им пришлось прекратить работу [10 мая].

Сотрудники стартовых служб звонили нам - [люди], отправлявшие ракеты, - потому что у них были проблемы с точностью GPS. Авиация меняла маршруты полетов в сторону экватора, чтобы избежать проблем со связью. Мы разговаривали с [НАСА] по поводу астронавтов на космической станции. Им рекомендовали, по возможности, держаться подальше от менее защищенных участков космической станции [чтобы избежать радиации].

Огромное влияние на энергосистему оказали большие индукционные токи, возникшие в результате шторма. [Операторы] использовали специальное оборудование, чтобы убедиться, что нигде не произойдет катастрофического разрушения. И, насколько мы можем судить, никаких массовых сбоев в системе не было.

- Как нам подготовиться к таким солнечным бурям?

Тереза: Это было очень интересно, потому что [по совпадению] мы провели учения за два дня до солнечной бури. И во время этих учений агентства согласовывали действия, чтобы оценить, готовы ли мы принять бурю. NOAA, например, и [Федеральное агентство по управлению чрезвычайными ситуациями] должны взаимодействовать, чтобы оповещать конкретных людей, чтобы быть готовыми к таким вещам.

За последнее десятилетие было проделано много работы, чтобы узнать больше о космической погоде. Все поставщики технологий, которыми мы пользуемся в современном обществе, хорошо осведомлены о космической погоде и учитывают ее в своем планировании и планировании. По этой причине это был самый успешно преодоленный экстремальный шторм космической погоды в истории. Вот почему мы не слышим о большом количестве подтвержденных воздействий на наши технологии.

- Согласно прогнозам, 25-й солнечный цикл будет относительно слабым, верно?

Шон: Международная группа научных экспертов, которая делает эти долгосрочные прогнозы солнечных циклов - это было до 2019 года - предсказала легкий солнечный цикл, очень похожий на предыдущий, который не был таким уж активным. Мы выходим за пределы первоначальной нормы погрешности этого прогноза. Мы ожидаем, что солнечный максимум на данный момент будет гораздо более активным, чем предполагалось изначально. Таким образом, весь этот год, весь 2025-й и даже 2026-й мы ожидаем, что будем подвержены наибольшему риску повторения подобного события.

- Те области на Солнце, которые вызвали майскую бурю, скоро снова окажутся напротив Земли. Можем ли мы ожидать подобных событий в ближайшее время?

Тереза: Пока мы не знаем. Но я могу сказать, что из этого района исходит несколько рентгеновских вспышек.

Шон: Возможно, мы увидим большую активность, но это точно не будет сравнимо с тем, что произошло 10 или 11 мая. Люди всегда должны заходить на нашу веб-страницу, чтобы узнать реальную картину того, что происходит на самом деле и что мы прогнозируем.

Источник: sciencenews.org