1 сентября 1859 года горняки после золотой лихорадки в Колорадо проснулись в очередной солнечный день. Или так они думали. К своему удивлению, они вскоре обнаружили, что на самом деле был час ночи; и небо было освещено не солнцем, а сверкающими драпировками света. Пылающее сияние можно было увидеть даже на Карибах, что заставило людей во многих регионах поверить в то, что близлежащие города загорелись. Но истинной причиной того, что впоследствии стало известно как Кэррингтонское событие, была солнечная буря — крупнейшая в истории человечества.
Солнечные бури — одно из многих астрофизических явлений, вызванных магнитными полями. Эти поля генерируются движением электрически заряженных частиц, таких как протоны и электроны. Например, магнитное поле Земли создается заряженными расплавленными металлами, циркулирующими во внешнем ядре планеты. Точно так же магнитное поле Солнца создается большими конвективными движениями в плазме, из которой состоит звезда. По мере того, как эта плазма медленно вращается, она создает области интенсивной магнитной активности, называемые солнечными пятнами. Магнитные поля, формирующиеся вблизи этих областей, часто становятся закрученными и напряженными. И когда они растягиваются слишком далеко, они превращаются в более простые конфигурации, высвобождая энергию, запускающую плазму с поверхности Солнца. Эти взрывы известны как корональные выбросы массы.
Плазма, состоящая в основном из протонов и электронов, быстро ускоряется, быстро достигая тысяч километров в секунду. Типичный выброс корональной массы преодолевает расстояние между Солнцем и Землей всего за пару дней, протекая вдоль магнитного поля, пронизывающего Солнечную систему. А те, что пересекают путь Земли, притягиваются к линиям ее магнитного поля, попадая в атмосферу вокруг магнитных полюсов планеты. Эта приливная волна высокоэнергетических частиц возбуждает атмосферные атомы, такие как кислород и азот, заставляя их быстро испускать фотоны на различных энергетических уровнях. В результате получается великолепное световое шоу, известное нам как полярные сияния. И хотя это явление обычно наблюдается только вблизи полюсов Земли, сильные солнечные бури могут приносить частицы высокой энергии, достаточные для того, чтобы осветить большие участки неба.
Магнитные поля в нашей Солнечной системе ничто по сравнению с теми, что находятся в глубоком космосе. Некоторые нейтронные звезды генерируют поля в 100 миллиардов раз сильнее, чем поля солнечных пятен. А магнитные поля вокруг сверхмассивных черных дыр испускают струи газа, простирающиеся на тысячи световых лет. Однако на Земле даже слабые солнечные бури могут быть удивительно опасны. В то время как бури, которые достигают нас, как правило, безвредны для человека, высокоэнергетические частицы, падающие в атмосферу, создают вторичные магнитные поля, которые, в свою очередь, генерируют блуждающие токи, вызывающие короткое замыкание в электрическом оборудовании. Во время Кэррингтонского события единственной широко распространенной электрической технологией был телеграф. Но с тех пор мы стали только больше зависеть от электрических систем. В 1921 году еще одна мощная солнечная буря вызвала возгорание телефонов и телеграфного оборудования по всему миру. В Нью-Йорке была остановлена вся железнодорожная система, и в здании центрального управления вспыхнули пожары. Сравнительно слабые штормы в 1989 и 2003 годах отключили участки канадской энергосистемы и повредили несколько спутников. Если бы на нас обрушился шторм такой же силы, как сегодняшнее событие Кэррингтона, он мог бы опустошить нашу взаимосвязанную, наэлектризованную планету.
К счастью, мы не беззащитны. После столетий наблюдений за солнечными пятнами исследователи узнали, что обычная магнитная активность Солнца следует 11-летнему циклу, что дает нам возможность узнать, когда наиболее вероятны солнечные бури. И по мере того, как улучшалась наша способность прогнозировать космическую погоду, улучшались и наши меры по смягчению последствий. Электросети могут быть отключены перед солнечной бурей, а конденсаторы могут быть установлены для поглощения внезапного притока энергии. Многие современные спутники и космические аппараты оснащены специальными экранами, поглощающими воздействие солнечной бури. Но даже с учетом этих мер безопасности трудно сказать, как поведет себя наша технология во время следующего крупного события. Возможно, нам останется только полярное сияние над головой, освещающее путь вперед.
Тайна Сфинкса: Солнце и «Обнуление» Земли (Роберт Шох, Сезон Тихонов)
Карачун (Корочун) – день зимнего солнцестояния (солнце на лето, зима на мороз)
Закаливание солнцем
