Вспышка на Солнце в ультрафиолетовых лучах, фото с сайта NOAA

Завтра будет солнечно

Предсказать последствия мощной вспышки на Солнце астрономы пока не готовы

7 сентября на Солнце произошла вспышка, которую назвали пятой по мощности за всё время наблюдений. Американский "институт погоды" NOAA почти сразу предупредил, что этим все только начинается. Действительно, солнечная вспышка - своего рода космическая реклама: активный участок на поверхности ближайшей звезды уведомляет зрителей о том, что он открылся. Что же касается целевой аудитории, то в нее, по крайней мере, входят все пользователи радиосвязи и интернета. Те из них, кто живет в западном полушарии, осознали это через неделю после вспышки: тогда радиопомехи заявили о себе более чем убедительно. А наиболее активная группа - космонавты - не без опасений ждут подтверждения на орбите: 15 сентября, в четверг, поток "отстающих" от волн заряженных частиц достиг окрестностей Земли.

Астрономы, которые обычно описывают события настолько же красочные, насколько и удаленные, временно сделались авторами сводок с фронта. А именно, с фронта ударной волны, распространяющейся от Солнца. Чем не могли не вызвать несколько апокалиптических откликов в прессе, предостерегающих всех от непродуманного выхода на улицу.

Небесная механика

Известно, что солнечная поверхность довольно неоднородна. Пятна и "факелы" - участки с темпратурой меньше или больше средней - можно увидеть в не слишком сложный телескоп (если, конечно, смотреть сквозь фильтр). Это - привычные детали звездного ландшафта, но по их числу и расположению оценивается активность Солнца вообще. В частности - готовность атмосферы ближайшей звезды "выстрелить" плазмой в направлении отдельно взятой третьей планеты.

Вспышка - выброс заряженных частиц с энергиями, которых с трудом удается добиться на земных ускорителях. Ей предшествует возмущение внешних слоев Солнца - короны и хромосферы. Там, где магнитное поле испытывает сильные колебания, появляются пятна и возникают все условия для перераспределения солнечного вещества. Затем случается катаклизм с мощностью большей, чем у нескольких миллионов водородных бомб. Этот момент легко могут зафиксировать орбитальные телескопы - "возмущенное" Солнце излучает практически во всех спектральных диапазонах. А потом в течении суток или полутора высвободившаяся плазма летит к Земле.

Самое главное начинается в тот момент, когда частицы попадают в магнитное поле планеты. Ускорившись там, они начинают излучать заново - на этот раз в радиодиапазоне. Следствие - радиопомехи, ощутимые на Земле во множестве форм.

У другого следствия - полярных сияний - другой механизм. То есть они также вызваны "солнечным ветром", но для этого частицам приходится соприкоснуться с атмосферой, возбуждая молекулы в ее верхних слоях. С приобретенной энергией возбужденные молекулы и ионы расстаются постепенно. Свечение, которое сопровождает этот процесс, называется (в лабораториях ) флуоресценцией. Или полярным сиянием - для тех, кто просто вовремя взглянул на небо.

Впрочем, на крайнем севере (или на крайнем юге) полярные сияния не нуждаются в особой "подпитке" за счет космических катаклизмов - хватает и того солнечного ветра, который генерируется короной регулярно. Но жителям более близких к экватору регионов такую возможность предоставляют только сверхсильные вспышки на ближайшей звезде.

Полярное сияние, фото с сайта science-education.pppl.gov

Заботы о земном

На этот раз световое представление без участия московского правительства уверенно пообещал москвичам Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн (ИЗМИРАН). На сайте института есть регулярно обновляемый график магнитной активности, и по нему довольно просто судить о том, насколько сияние вероятно. Так называемый K-индекс - оценка геомагнитной активности, которая может принимать значения от нуля до девяти. Шести она достигла около 6 вечера 15 сентября.

В тот же день в ИЗМИРАНе сообщили, что ждут прибытия фронта ударной волны (то есть избыточной плазмы, выброшенной при вспышке) с минуты на минуту. Немногим раньше представители Роскосмоса заметили, что особых мер по этому поводу не предвидится. Хотя, вообще говоря, космическим ведомствам есть почему волноваться: объекты на орбите не защищены от заряженных частиц атмосферой и потому наиболее уязвимы. И если на Земле все опасности связаны с колебаниями магнитного поля, то космонавтам предстояло встретиться с активными частицами (то есть с космической радиацией) непосредственно.

По этой причине, кстати, так много вопросов вызывают разговоры о пилотируемых полетах к другим планетам. Солнце несколько раз в год предоставляет космонавтам возможность погибнуть от лучевой болезни - если, конечно, в нужный момент они будут находиться в открытом космосе. Внутри космического корабля получить смертельную дозу радиации за один раз сложнее, но, как утверждают медики, того же можно добиться и несколькими последовательными попытками. Помимо этого, любой космический корабль, конечной целью которого не является выход на земную орбиту, проходит сквозь радиационные пояса планеты, где "фоновое" количество заряженных частиц велико и так.

Спутники тоже могут оказаться выведенными из строя. В 1989 и 1998 годах по этой причине пришлось свести с орбиты несколько космических аппаратов. Не исключение - те из них, которые предназначены для наблюдений за Солнцем. На странице, куда непрерывно поступают его снимки, сделанные космической обсерваторией SOHO, вывешено сообщение о "перегреве" CCD-сенсоров телескопа.

Скриншот страницы со спутниковыми фотографиями Солнца: вместо изображений - сообщение о перегреве сенсоров

Чтобы как-то разобраться со взрывами, происходящими в 150 миллионах километров от Земли, ученые ввели разветвленную классификацию. По числу высокоэнергетических фотонов, попавших на рентгеновские и гамма-сенсоры, вспышку относят к одному из пяти классов - A, B, C, M или X. Внутри класса ей присваивают целочисленный индекс. События, которые относятся к соседним классам, но обладают одинаковым индексом, отличаются по мощности в десять раз. Индекс - линейная поправка, то есть B1 означает втрое меньшую мощность, чем B3. 7 сентября в журналах обсерваторий появилась редкая запись - X17. Единственная "вспышка X28" случилась два года назад, а до этого, в 1859 году, на Солнце произошел еще более мощный выброс. Его свидетельством считаются радиоизотопы, найденные внутри льдов Гренландии - они возникли при участии протонов, преодолевших атмосферный барьер.

Отдельную классификацию придумали для "эха" вспышки. Как и в случае землетрясений, где отвлеченную энергетическую характеристику, магнитуду, дополняет оценка разрушений - сила в баллах, новая величина касается деструктивного эффекта на Земле. Точнее, специалисты измеряют уровень радиопомех. Такая высокотехнологичная неприятность, как перебои в эфире, может остановить работу электростанций, вокзалов и аэропортов - и, само собой, стоить человеческих жизней.

Медики говорят и о непосредственном влиянии магнитных бурь на организм, хотя и не готовы представить бесспорного объяснения этому. Понятно одно: так или иначе последствия солнечной вспышки коснутся весьма многих, но сила этого воздействия заранее неизвестна.

Интерес к серьезным катаклизмам социологи объясняют трудноразделимыми мотивами: смесью сочувствия к жертвам и сопричастности большому событию, которому нельзя помешать произойти. У магнитной бури есть все шансы стать одновременно масштабным (свидетели - все население Земли) и безобидным (пока - никто не погиб) событием. Хотелось бы, чтобы эти шансы осуществились.