Вспышка на солнце последствия. Ядерный взрыв в космосе

На прошлой неделе на Солнце произошло сразу 4 мощных вспышки. Одна из них оказалась самой сильной за последние 12 лет и попала в число крупнейших взрывов на поверхности светила за всю историю наблюдений. На Земле эти явления не прошли незамеченными: многие люди почувствовали недомогание, были зафиксированы случаи выхода техники из строя. Астроном Анатолий Рябцев рассказал, чем чреваты вспышки на Солнце, и как можно защитить себя от последствий космических катаклизмов.

Влияние Солнца

Чаще всего подобные вспышки продолжаются не дольше 10 минут, а самые сильные длятся несколько часов. Если при этом поток направлен в сторону Земли, последствия вспышки будут хорошо ощутимы населением планеты. Когда выброшенные Солнцем частицы на огромной скорости достигают Земли, поток взаимодействует с ее магнитным полем и вносит свои коррективы не только в самочувствие людей, но и в работу электронных устройств.

Метеочувствительные люди - в зоне риска

Выброшенная Солнцем плазма достигает Земли в ближайшие два-три дня после начала вспышки. В течение всего этого времени на планете будут бушевать магнитные бури, мощность которых зависит от силы взрыва на поверхности Солнца. Так, после вспышки 8 сентября на Земле происходили сбои в работе техники: многие отмечали, что их мобильные телефоны перестали принимать сигнал, а некоторые каналы кабельного телевидения перестали транслироваться. «Взрывы на Солнце влияют в том числе и на телекоммуникационное оборудование, - говорит Рябцев. - Мощные вспышки могут вывести из строя не только телефоны, но и целые спутники связи и даже космические аппараты: настолько сильной бывает взрывная волна».

Учеными доказано, что во время солнечной активности на Земле чаще всего происходят природные катаклизмы - ураганы, землетрясения. Большое воздействие вспышки на Солнце оказывают и на население Земли. Прежде всего, опасность для людей связана с повышением уровня радиации.

Для простого населения взрывы на Солнце чреваты ухудшением самочувствия, особенно такие вспышки отразятся на здоровье метеочувствительных людей. Обычно в первые часы после взрыва люди испытывают общее недомогание, которое впоследствии может обернуться сильной головной и суставной болью, нервным расстройством повышением артериального давления и ослаблением концентрации. «В дни солнечной активности наиболее вероятны различные аварии из-за человеческого фактора», - отмечает Рябцев.

Как спастись от магнитной бури?

Больше всех от вспышек на Солнце страдают люди с хроническими заболеваниями, ослабленным иммунитетом и расстройствами сна. Чтобы справиться с последствиями магнитных бурь, эксперты советуют ограничить себя от вредных привычек - курения и алкоголя. Кроме того, лучше исключить из рациона тяжелую и жирную пищу - жареное мясо, фаст-фуд. «Я бы рекомендовал в период солнечной активности не садиться за руль, - подчеркивает Рябцев. - В такие дни мозговая деятельность человека несколько затормаживается, и он не может принимать быстрых решений на дороге. Лучше перестраховаться и воспользоваться общественным транспортом или пройтись пешком».

Чтобы магнитная буря ощущалась не так остро, нужно пить больше воды и есть ягоды, фрукты и овощи. «Больше гуляйте на улице, но избегайте открытых солнечных лучей, - советует астроном. - Многим помогает чай с травами. Если соблюдать эти нехитрые правила, вспышки на Солнце пройдут незаметно для вас!».

Совсем недавно во всем СМИ появились новости о том, что на солнце зафиксировано несколько вспышек, и они будут продолжаться аж до воскресенья. Конечно, это явление в последнее время довольно распространено, но это не значит, что о нем много знают. Поэтому, мы решили рассказать вам, почему происходят вспышки на солнце и для кого они опасны.

Почему происходят вспышки на солнце

Такое явления происходит, потому что на солнце есть свое магнитное поле. И вспышки возникают в тех областях, где в условиях ограниченного пространства сталкиваются магнитные поля противоположной полярности. Несмотря на то, что мы уже понимаем, что такое вспышки на солнце, ученые все еще не могут предугадать, когда они будут. Поэтому, они обычно застают нас врасплох.

Чем опасны вспышки на солнце

В первую очередь стоит сказать о том, что солнечные вспышки опаснее всего для тех, кто находится в космосе. Так что в этот период все космонавты получают очень большую дозу облучения.
Но, несмотря на то, что Земля защищена озоновым шаром, солнечные вспышки и здесь очень опасны. Особенно для людей, у которых есть проблемы с сердечнососудистой системой. В такие дни вероятность инфарктов и инсультов довольно сильно возрастает. Помимо этого, магнитные бури так же могут вызывать головную боль, бессонницу, перепады давления, переменчивое настроение и общий упадок сил.

Стоит отметить, что из-за солнечных вспышек на Земле начинаются магнитные бури, которые и влияют так на людей. Но не только, также, возможно перебои в работе радиотехнических систем: связь, навигация.

Так же, стоит добавить, что множество ученых уверены в том, что геомагнитные бури могут очень сильно повлиять на человека. А вот лекарства от этого нет. Некоторые таблетки могут только ухудшать состояние человека в этот период.

Напомним, что за последние несколько дней на солнце произошло два вспышки, и ученые говорят, что они продолжатся еще на несколько дней.

Три сильных вспышки на Солнце зафиксировали астрономы за последнюю неделю. Первая из них названа самой мощной за последние двенадцать лет.

Чем опасно это астрономическое явление и к каким последствиям могут привести – читайте в подборке самых важных фактов от сайта "24".

Что же такое солнечная вспышка?

Это сверхмощный процесс выделения световой, тепловой и кинетической энергии во всех слоях солнечной атмосферы. Он длится несколько минут, высвобождая при этом миллиарды мегатонн энергии в тротиловом эквиваленте.

Каких видов бывает?

Взрывы на Солнце классифицируют по пяти видам: A, B, C, M, X. Вспышка типа А характеризуется минимальной степенью рентгеновского излучения – 10 нановатт на квадратный метр, а каждый следующий вид интенсивнее предыдущего в 10 раз. Самыми мощными и наиболее опасными считаются вспышки класса X. Именно за последние несколько дней, причем одной из них присвоен балл X9.3.

Взрыв на Солнце класса Х: смотрите видео

Почему возникает?

Вспышка на Солнце обычно происходит вблизи нейтральной линии магнитного поля, которое отделяет участки северной и южной полярности. Ее частота и мощность зависит от фазы солнечного цикла. Недавние вспышки заметили в геоэффективной области возле линии Солнце – Земля, откуда влияние Солнца на нашу планету является максимальным.

Чем опасна?

Каждая вспышка на Солнце образует облако плазмы, которая, достигая Земли, может вызвать магнитные бури. Сейчас на нашей планете, по данным ученых Физического института Академии наук, происходит Ее мощность в 10 раз больше, чем предполагалось. Также ученые связывают возникновение природных катаклизмов, таких как тайфуны, ураганы и землетрясения со вспышками на Солнце.

В подтверждение этому факту – мощный , который пронесся по Техасу в конце августа, вызвав сильное наводнение в Хьюстоне, и , который уже унес жизни 14 человек, продолжая свирепствовать в Карибском море. Колоссальный ущерб нанесло и , которое может перерасти в цунами.

1 сентября 1859 года два английских астронома - Ричард Кэррингтон и Ш. Ходжсон, независимо друг от друга наблюдая Солнце в белом свете, увидели, как нечто подобно молнии сверкнуло вдруг среди одной группы солнечных пятен. Это было первое наблюдение нового, еще неизвестного явления на Солнце; в дальнейшем оно получило название солнечной вспышки.

Что же такое солнечная вспышка? Если сказать коротко, это сильнейший взрыв на Солнце, в результате которого быстро высвобождается колоссальное количество энергии, накопившейся в ограниченном объеме солнечной атмосферы.

Чаще всего вспышки возникают в нейтральных областях , расположенных между большими пятнами противоположной полярности. Обычно развитие вспышки начинается с внезапного увеличения яркости факельной площадки - области более яркой, а значит и более горячей фотосферы. Затем происходит катастрофический взрыв, во время которого солнечная плазма разогревается до 40-100 млн К. Это проявляется в многократном усилении коротковолнового излучения Солнца (ультрафиолетового и рентгеновского), а также в усилении "радиоголоса" дневного светила и в выбросе ускоренных солнечных корпускул (частиц). А в некоторых наиболее мощных вспышках генерируются даже солнечные космические лучи, протоны которых достигают скорости, равной половине скорости света. Такие частицы обладают смертоносной энергией. Они способны почти беспрепятственно проникать в космический корабль и разрушать клетки живого организма. Поэтому солнечные космические лучи могут представлять серьезную опасность для экипажа, застигнутого во время, полета внезапной вспышкой.

Таким образом, солнечные вспышки излучают радиацию в виде электромагнитных волн и в виде частиц вещества. Усиление электромагнитного излучения происходит в широком диапазоне длин волн - от жестких рентгеновских лучей и гамма-квантов до километровых радиоволн. При этом общий поток видимого излучения остается всегда постоянным с точностью до долей процента. . Слабые вспышки на Солнце бывают практически всегда, а большие - раз в несколько месяцев. Зато в годы максимума солнечной активности большие солнечные вспышки происходят по нескольку раз в месяц. Обычно небольшая вспышка длится 5 - 10 минут; самые мощные - несколько часов. За это время в околосолнечное пространство выбрасывается облако плазмы массой до 10 млрд т и выделяется энергия, эквивалентная взрыву десятков, а то и сотен миллионов водородных бомб! Однако мощность даже самых больших вспышек не превышает сотых долей процента от мощности полного излучения Солнца. Поэтому при вспышке не происходит заметного увеличения светимости нашего дневного светила.

Во время полета первого экипажа на американской орбитальной станции "Скайлэб" (май-июнь 1973 года) удалось сфотографировать вспышку в свете паров железа при температуре 17 млн К, что должно быть горячее, чем в центре солнечного термоядерного реактора. А в последние годы от нескольких вспышек были зарегистрированы импульсы гамма-излучения.

Своим происхождением такие импульсы обязаны, вероятно, аннигиляции электронно-позитронных пар . Позитрон, как известно, - это античастица электрона. Он имеет ту же массу, что и электрон, но наделен противоположным электрическим зарядом. Когда электрон и позитрон сталкиваются, что может происходить при солнечных вспышках, они тотчас же уничтожаются, превращаясь в два фотона гамма-излучения.

Как и всякое нагретое тело, Солнце непрерывно испускает радиоволны. Тепловое радиоизлучение спокойного Солнца, когда на нем нет пятен и вспышек, постоянно и на миллиметровых и сантиметровых волнах исходит из хромосферы, а на метровых - из короны. Но стоит только появиться большим пятнам, произойти вспышке, как на фоне спокойного радиоизлучения возникают сильные радиовсплески... И тогда радиоизлучение Солнца скачкообразно возрастает в тысячи, а то и в миллионы раз!

Физические процессы, приводящие к возникновению солнечных вспышек, очень сложны и еще мало изучены. Однако сам факт появления солнечных вспышек почти исключительно в больших группах пятен свидетельствует о родственных связях вспышек с сильными магнитными полями на Солнце. И вспышка - это, по-видимому, не что иное, как грандиознейший взрыв, вызванный внезапным сжатием солнечной плазмы под давлением сильного магнитного поля. Именно энергия магнитных полей, каким-то образом освобождаясь, порождает солнечную вспышку.
Излучения солнечных вспышек нередко достигают нашей планеты, оказывая сильное воздействие на верхние слои земной атмосферы (ионосферу). Они же приводят к возникновению магнитных бурь и полярных сияний.

Последствия солнечных вспышек

23 февраля 1956 года станции Службы Солнца отметили на дневном светиле мощнейшую вспышку. Взрывом невиданной силы были выброшены в околосолнечное пространство гигантские облака раскаленной плазмы - каждое во много раз больше Земли! И со скоростью более 1000 км/с они устремились в сторону нашей планеты. Первые отзвуки этой катастрофы быстро докатились до нас через космическую бездну. Примерно через 8,5 минут после начала вспышки сильно возросший поток ультрафиолетовых и рентгеновских лучей достиг верхних слоев земной атмосферы - ионосферы, усилил ее разогрев и ионизацию. Это привело к резкому ухудшению и даже временному прекращению радиосвязи на коротких волнах, ибо вместо того, чтобы отражаться от ионосферы, как от экрана, они стали ею усиленно поглощаться...

Иногда же, при очень сильных вспышках, радиопомехи длятся по нескольку суток подряд, пока беспокойное светило не "приходило в норму". Зависимость прослеживается здесь настолько четко, что по частоте таких помех можно судить об уровне солнечной активности. Но главные возмущения, вызываемые на Земле вспышечной активностью светила, впереди.

Следом за коротковолновым излучением (ультрафиолетовым и рентгеновским) нашей планеты достигает поток высокоэнергичных солнечных космических лучей. Правда, магнитная оболочка Земли достаточно надежно защищает нас от этих смертоносных лучей. Но для космонавтов, работающих в открытом космосе, они представляют весьма серьезную опасность: облучение может легко превысить допустимую дозу. Вот почему около 40 обсерваторий мира постоянно участвуют в патрульной Службе Солнца - ведут непрерывные наблюдения за вспышечной активностью дневного светила.

Дальнейшего развития геофизических явлений на Земле можно ожидать через день или через два дня после вспышки. Именно такое время - 30-50 часов - требуется для того, чтобы облака плазмы достигли земных "окрестностей". Ведь солнечная вспышка - это нечто вроде космической пушки, стреляющей в межпланетное пространство корпускулами - частицами солнечного вещества: электронами, протонами (ядрами атомов водорода), альфа-частицами (ядрами атомов гелия). Масса корпускул, извергнутых вспышкой в феврале 1956 года, составляла миллиарды тонн!

Едва облака солнечных частиц столкнулись с Землей, как заметались стрелки компасов, а ночное небо над планетой украсили разноцветные сполохи полярного сияния. Среди больных резко участились сердечные приступы, возросло число дорожных катастроф.

Да что там магнитные бури, полярные сияния... Под напором исполинских корпускулярных облаков содрогнулся буквально весь земной шар: во многих сейсмических зонах произошли землетрясения. И как бы в довершение всего скачкообразно изменилась продолжительность суток на целых 10... микросекунд!

Космические исследования показали, что земной шар окружен магнитосферой, то есть магнитной оболочкой; внутри магнитосферы напряженность земного магнитного поля преобладает над напряженностью межпланетного поля. И чтобы вспышка могла оказать воздействие на земную магнитосферу и саму Землю, она должна произойти в то время, когда активная область на Солнце расположена вблизи центра солнечного диска, то есть ориентирована в сторону нашей планеты. В противном случае все вспышечные излучения (электромагнитное и корпускулярное) промчатся стороной.

Плазма, которая устремляется с поверхности Солнца в космическое пространство, обладает определенной плотностью и способна оказывать давление на любые встречающиеся на ее пути препятствия. Таким существенным препятствием является магнитное поле Земли - ее магнитосфера. Она оказывает противодействие потокам солнечного вещества. Наступает момент, когда в этом противоборстве оба давления уравновешиваются. Тогда граница земной магнитосферы, поджатая потоком солнечной плазмы с дневной стороны, устанавливается на расстоянии примерно 10 земных радиусов от поверхности нашей планеты, а плазма, не имея возможности двигаться прямо, начинает обтекать магнитосферу. При этом частицы солнечного вещества вытягивают ее магнитные силовые линии, и на ночной стороне Земли (в противоположном от Солнца направлении) у магнитосферы образуется длинный шлейф (хвост), который простирается за орбиту Луны. Земля же со своей магнитной оболочкой оказывается внутри этого корпускулярного потока. И если обычный солнечный ветер, постоянно обтекающий магнитосферу, можно сравнить с легким бризом, то стремительный поток корпускул, порожденных мощной солнечной вспышкой, подобен страшному урагану. Когда такой ураган налетает на магнитную оболочку земного шара, она еще сильнее сжимается с подсолнечной стороны и на Земле разыгрывается магнитная буря.

Таким образом, солнечная активность влияет на земной магнетизм. С ее усилением частота и интенсивность магнитных бурь возрастает. Но связь эта достаточно сложная и состоит из целой цепи физических взаимодействий. Главным связующим звеном в этом процессе является усиленный поток корпускул, возникающий во время солнечных вспышек.

Часть энергичных корпускул в полярных широтах прорывается из магнитной ловушки в земную атмосферу. И тогда на высотах от 100 до 1000 км быстрые протоны и электроны, сталкиваясь с частицами воздуха, возбуждают их и заставляют светиться. В результате наблюдается полярное сияние.

Периодические "оживления" великого светила - явление закономерное. Так, например, после грандиозной вспышки на Солнце, наблюдавшейся 6 марта 1989 года, корпускулярные потоки взбудоражили буквально всю магнитосферу нашей планеты. В результате на Земле разразилась сильнейшая магнитная буря. Она сопровождалась поразительным по своему размаху полярным сиянием, которое в районе Калифорнийского полуострова достигло тропического пояса! Через три дня произошла новая мощная вспышка, а в ночь с 13 на 14 марта жители южного побережья Крыма тоже любовались феерическими сполохами, распростершимися в звездном небе над скалистыми зубцами Ай-Петри. Это было неповторимое зрелище, похожее на зарево пожара, охватившее сразу полнеба.

Солнечная вспышка – взрывной процесс выделения энергии (кинетической, световой и тепловой) в верхних слоях Солнца.

Вспышки охватывают все слои солнечной атмосферы: фотосферу, хромосферу и корону. Сразу отметим, что солнечные вспышки и корональные выбросы массы являются различными и независимыми проявлениями солнечной активности.

Солнечные вспышки, как правило, происходят в местах взаимодействия солнечных пятен противоположной магнитной полярности, а точнее вблизи нейтральной линии магнитного поля, разделяющей области северной и южной полярности. Энерговыделение мощной солнечной вспышки может достигать 6×10 25 Дж, что составляет 160 миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте или приблизительный объем мирового потребления электроэнергии за 1 миллион лет.

Анимация, показывающая две солнечные вспышки (X2.2, X9.3), произошедшие 6 сентября 2017 года. Credit: SDO

Вспышки – это самые большие взрывные события Солнечной системы. Они видны яркими областями на Солнце и могут длиться от нескольких минут до нескольких часов. Фотоны от вспышки достигают Земли примерно за 8,5 минут после ее начала; далее в течение нескольких десятков минут доходят мощные потоки заряженных частиц, а облака плазмы достигают нашей планеты только через двое-трое суток.

Интенсивность вспышек на Солнце

Энергию вспышки определяют в видимом диапазоне электромагнитных волн по произведению площади свечения в линии излучения водорода, характеризующей нагрев нижней хромосферы, на яркость этого свечения, связанную с мощностью источника.

Также используют классификацию, основанную на непрерывных однородных измерениях амплитуды теплового рентгеновского всплеска в диапазоне энергий 0,5-10 кэВ (с длиной волны 0,5-8 ангстрем), проводимых некоторыми искусственными спутниками Земли.

Согласно классификации, которая была предложена в 1970 году Д.Бейкером, солнечной вспышке присваивается балл - обозначение из латинской буквы и индекса за ней. Буквой может быть A , B , C , M или X в зависимости от величины пика интенсивности рентгеновского излучения.

Вспышки на Солнце онлайн

Выбор для классификации вспышек рентгеновского диапазона обусловлен более точной фиксацией процесса: если в оптическом диапазоне даже крупнейшие вспышки увеличивают излучение на доли процентов, то в области мягкого рентгеновского излучения (1 нанометр) - на несколько порядков, а жесткое рентгеновское излучение спокойным Солнцем не создается вообще и образуется исключительно во время вспышек.

Обсерватория «Solar Dynamics Observatory» захватила солнечную вспышку (X8.2) 10 сентября 2017 года. На изображении показана комбинация длин волн ультрафиолетового света, выделяющая чрезвычайно горячий материал во вспышках. Credits: NASA/SDO/Goddard

Регистрация рентгеновского излучения Солнца, так как оно полностью поглощается атмосферой Земли, началась с первого запуска космического аппарата «Спутник-2», поэтому данные об интенсивности рентгеновского излучения солнечных вспышек до 1957 года полностью отсутствуют.

Опасны или нет? Влияние солнечных вспышек

Солнечные вспышки имеют прикладное значение при исследовании элементного состава поверхности небесного тела с разреженной атмосферой или при ее отсутствии, выступая в роли возбудителя рентгеновского излучения для рентгенофлуоресцентных спектрометров, установленных на борту космических аппаратов.

Жесткое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение вспышек - основной фактор, ответственный за формирование ионосферы, способный также существенно менять свойства верхней атмосферы Земли: плотность ее существенно повышается, что ведет к быстрому снижению высоты орбиты искусственных спутников (до 1 километра в сутки).

Плазменные облака, выбрасываемые во время вспышек, приводят к возникновению геомагнитных бурь, которые определенным образом влияют на технику и самочувствие людей. Раздел биофизики, изучающий влияние изменений активности Солнца и вызываемых ею возмущений земной магнитосферы на организмы, называется гелиобиологией. Также вспышки создают полярное сияние, чаще всего вблизи полюсов.

Геомагнитные бури

Геомагнитная буря – возмущение геомагнитного поля длительностью от нескольких часов до нескольких суток.

Геомагнитные бури являются одним из видов геомагнитной активности. Они вызываются поступлением в окрестности Земли возмущенных потоков солнечного ветра и их взаимодействием с магнитосферой Земли.

Частота появления умеренных и сильных бурь на Земле имеет четкую корреляцию с 11-летним циклом солнечной активности: при средней частоте около 30 бурь в год их число может составлять 1-2 бури в год вблизи солнечного минимума и достигать 50 бурь в год вблизи солнечного максимума.

Классификация магнитных бурь

K-индекс – это отклонение магнитного поля Земли от нормы в течение трехчасового интервала . Индекс был введен Юлиусом Бартельсом в 1938 году и представляет собой значения от 0 до 9 для каждого трехчасового интервала (00:00 – 03:00, 03:00 – 06:00, 06:00 – 09:00 и т. д.) мирового времени.

Kp-индекс – это планетарный индекс . Вычисляется как среднее значение К-индексов, определенных на 13 геомагнитных обсерваториях, расположенных между 44 и 60 градусами северной и южной геомагнитных широт. Его диапазон также от 0 до 9.

G-индекс – пятибалльная шкала силы магнитных бурь , которая была введена Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США (NOAA) в ноябре 1999 года. G-индекс характеризует интенсивность геомагнитного шторма по воздействию вариаций магнитного поля Земли на людей, животных, электротехнику, связь, навигацию и т. д. По этой шкале магнитные бури подразделяются на уровни от G1 (слабые бури) до G5 (экстремально сильные бури). G-индекс соответствует Kp минус 4; то есть G1 соответствует Kp=5, G2 соответствует Kp=6 и т.д.

Магнитные бури онлайн. Прогноз магнитных бурь

Роль звездных вспышек в зарождении жизни

Как ни странно, ученые полагают, что . Мощные солнечные взрывы, возможно, имели решающую роль в разогреве Земли. Выбрасываемая энергия превратила простые молекулы в сложные, такие как ДНК и РНК, необходимые для жизни.

Около 4 миллиардов лет назад Земля получала лишь 70% энергии от Солнца, по сравнению с тем, что мы имеем сегодня. Это означает, что наша планета должна была быть . Вместо этого, геологические свидетельства говорят о том, что она была теплой и имела океаны жидкой воды. Ученые называют это «Парадокс слабого молодого Солнца».

Солнце до сих пор производит вспышки и выбросы масс, но они не являются столь частыми и интенсивными, как ранее. Более того, на сегодняшний день , которое уберегает нас от большей части энергии, достигающей нашей планеты. Но наша молодая планета имела более слабое магнитное поле. Расчеты ученых показывают, что в то время частицы космической погоды путешествовали вниз по линиям магнитного поля, врезаясь в изобилие молекул азота в атмосфере, изменяя химию и создавая условия для жизни.

В тоже время, слишком большое количество энергии может быть губительно для молодых планет. , если магнитосфера слишком слаба. Понимание этих процессов поможет ученым определить, какие звезды и какие планеты могут быть гостеприимными для жизни.