Космическая погода: Как солнечный ветер вызывает магнитные бури

Это "беспокойства", которые Солнце причиняет Земле: солнечные частицы бомбардируют магнитосферу Земли, её мощный щит, который задерживает большинство вредоносных солнечных частиц и не пропускает их на поверхность. Вместо этого магнитное поле Земли заставляет эти частицы огибать планету на высоте от 10 до 60 тысяч километров. Это явление получило название кольцевого тока: поток солнечных заряженных частиц несётся вокруг Земли. Несётся он всё время, потому что частицы от Солнца прилетают всё время, но бывают и особо выдающиеся события, когда этот всепланетный кольцевой ток заметно усиливается, и с таким напором солнечного ветра магнитное поле Земли уже не очень успешно справляется.

В результате люди могут внезапно почувствовать непонятное недомогание, а чувствительная к электричеству техника может и вовсе выйти из строя, притом не только на околоземной орбите, но и на поверхности. Взять хотя бы знаменитый случай 1859 года, когда в Европе и Америке перестал работать телеграф, а над Карибскими островами видели полярное сияние.

Всё это — последствия солнечных событий двух разновидностей, которые часто совпадают, то есть происходят одновременно из одного и того же места на Солнце, но — не всегда. Первая разновидность — солнечная вспышка, а вторая — так называемый корональный выброс массы.

По сути, это поток тех же самых фотонов, которые приносят нам видимый свет, только во время вспышки эти фотоны имеют гораздо более мощную энергию. Они уже несут не видимый свет, а свет ультрафиолетовый, рентгеновский и даже гамма-излучение, то есть самое мощное, самое убийственное и для всего живого, и для техники электромагнитное излучение. Такие фотоны достигают нас ровно за то же самое время, что и фотоны обычные, то есть за восемь минут. Только последствия их прибытия несколько другие. И естественно, подготовиться к их прибытию за восемь минут на сегодняшний день не представляется возможным.

Самый верхний и самый раскалённый слой атмосферы Солнца называют короной. Именно этот венец мы и видим во время полного солнечного затмения. В нём температура достигает миллионов, десятков миллионов градусов, притом что на поверхности Солнца — всего пять тысяч градусов. Кстати, для учёных эта огромная разница — труднейшая загадка. Так вот, время от времени из этой раскалённой короны вырываются миллиарды тонн солнечного вещества, а именно плазмы, то есть заряженных частиц. В основном это протоны, электроны, но есть и целые атомы, скажем, гелия. Они прилетают, конечно, гораздо позже, чем фотоны: чтобы добраться до Земли, им бывает нужно двое или даже трое суток.

Это и есть те самые протоны, электроны и всё прочее, что летит от Солнца. Вроде бы мы этот "ветер" ощущать не можем, но в безвоздушном космическом пространстве он настолько ощутим, что в его потоке могут даже летать космические аппараты под очень-очень лёгким и широким парусом. Концепция так и называется: солнечный парус.

Почему происходят и фотонные высокоэнергичные вспышки, и плазменные выбросы? Это проявление "бурной деятельности" солнечных магнитных полей. Дуги силовых линий этих магнитных полей время от времени местами поднимаются над поверхностью и поднимают с собой плазму, которая в разрежённой среде солнечной короны этим магнитным полем разгоняется и приобретает огромную энергию.

У этой активности солнечных магнитных полей гелиофизики наблюдают цикличность, и самый известный цикл длится 11 лет. Правда, "по-хорошему" нужно говорить о цикле 22-летнем: за 11 лет магнитные полюса Солнца меняются местами, а за следующие 11 лет снова меняются местами и, таким образом, возвращаются на "исходные" позиции. И получается, что всё приходит на круги своя за 22 года.

Кстати, сейчас Солнце подходит к очередному пику активности, поэтому мы сейчас то и дело и жалуемся на магнитные бури и следим за космической погодой. А ещё, к примеру, в последнее время приходится гораздо чаще корректировать, то есть приподнимать, орбиту Международной космической станции: усилившийся солнечный ветер "тормозит" её, заставляет быстрее снижаться.