Содержание
- Природа солнечных вспышек
- Классификация
- Самые мощные из зафиксированных
- Причины возникновения
- Влияние на человека
- Влияние на космические спутники и космонавтов
- Интересные факты
- Космические миссии по исследованию
- Перспективные проекты
- Прогнозирование
- Видео: Вспышки на Солнце и как они влияют на нашу планету
- Вопросы и ответы
Природа солнечных вспышек
Вспышка возникает в момент, когда силовые линии магнитного поля, выходящие из солнечных пятен, переключаются и обрываются. Этот процесс сопровождается резким выделением энергии, объем которой оценивается в несколько миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте. Материал за считанные минуты нагревается до нескольких миллионов градусов и проявляет себя во всех диапазонах электромагнитного спектра, от гамма-излучения до километровых радиоволн.
Самые частые и продолжительные солнечные вспышки происходят во время солнечного максимума. В этот период вспышки могут длиться целые сутки. Во время солнечного минимума частота солнечных вспышек сокращается до одного раза в неделю. Фотоны достигают атмосферы Земли примерно через 8,5 минут после начала вспышки, мощные потоки заряженных частиц — в течение нескольких десятков минут, а облака плазмы — лишь через 2-3 суток.
Классификация
Классификация вспышек по интенсивности на пике была предложена в 1970 году Д. Бейкером. В соответствии с этой классификацией солнечные вспышки подразделяют на пять больших классов: А, В, С, М, Х.
| Класс | Интенсивность в пике (Вт/м2) | Масштаб вспышки | Последствия |
| А | меньше 10-7 | Минимальная | Незаметные |
| В | от 10-7 до 10-6 | Слабая | Незначительные |
| С | от 10-6 до 10-5 | Небольшая | Слабые геомагнитные возмущения |
| М | от 10-5 до 10-4 | Средняя | Короткие перебои в связи в полярных регионах. Небольшие магнитные бури |
| Х | больше 10-4 | Большая | Радиопомеха на всей планете. Долгие магнитные бури |
Каждый класс делится на 9 подклассов, от А1 до А9, от В1 до В9 и т.д. Класс Х является исключением из общего правила, так как он не заканчивается на Х9. Вспышки класса Х10, Х11, Х12 и т.д. называют «солнечными вспышками супер Х-класса».
Вспышка Х2 будет в два раза сильнее, чем Х1, и в четыре раза мощнее, чем М5.
- Вспышки классов А и В имеют незначительную силу и не оказывают влияния на Землю.
- Вспышки класса С слабы, медленны и редко вызывают на нашей планете значительные геомагнитные возмущения.
- Вспышки класса М имеют среднюю интенсивность. Они могут вызвать на дневной стороне Земли достаточно сильные магнитные бури и радиопомехи от небольших до умеренных.
- Вспышки класса Х считаются самыми мощными. Такие вспышки происходят примерно 10 раз в год и чаще наблюдаются при солнечном максимуме. Они приводят к серьезным и экстремальным геомагнитным штормам на Земле и радиопомехам от сильных до экстремальных.
- Вспышки супер Х-класса происходят редко, несколько раз в течение солнечного цикла. Они провоцируют экстремальный геомагнитный шторм и сбои в работе современных технологий.
Самые мощные из зафиксированных
Измерение мощности солнечных вспышек в рентгеновском диапазоне ведется с 1975 года с помощью космических спутников. В следующей таблице представлены самые мощные вспышки, зарегистрированные спутниками за это время.
| № п/п | Дата вспышки | Мощность вспышки |
| 1 | 4 ноября 2003 года | 28,0 |
| 2 | 2 апреля 2001 года | 20,0 |
| 3 | 16 августа 1989 года | 20,0 |
| 4 | 28 октября 2003 года | 17,2 |
| 5 | 7 сентября 2005 года | 17,0 |
| 6 | 6 марта 1989 года | 15,0 |
| 7 | 11 июля 1978 года | 15,0 |
| 8 | 15 апреля 2001 года | 14,4 |
| 9 | 19 октября 1989 года | 13,0 |
| 10 | 24 апреля 1984 года | 13,0 |
Причины возникновения
Солнце, как известно, вращается вокруг своей оси. При этом разные области звезды вращаются с различной скоростью. Так, на экваторе скорость вращения замедляется, на полюсах увеличивается. Эта особенность связана с тем, что Солнце по своей природе является гигантским газовым шаром, а не твердым телом, как наша планета.
Из-за разницы в скорости вращения различных областей Солнца его магнитное поле «закручивается» с плазмой, энергия вращения звезды переходит в магнитную энергию, а в областях, в которых она накапливается в достаточном количестве, происходят взрывы (вспышки), сопровождающиеся мощным выбросом энергии.
Влияние на человека
Солнечные вспышки провоцируют бури в магнитном поле Земли. За год человечество переживает порядка 50-60 таких бурь. Но как они влияют (и влияют ли) на организм человека?
Этот вопрос остается дискуссионным среди ученых. Метеозависимые люди утверждают, что во время магнитных бурь они ощущают упадок сил, усталость, сонливость, головные боли, перепады давления.
Причиной плохого самочувствия являются перепады атмосферного давления. Если здоровый человек вряд ли почувствует эти изменения, то на людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями солнечная погода оказывает негативное воздействие.
Медики подсчитали, что во время крупных магнитных бурь количество инсультов и инфарктов увеличивается в два раза. В ИЗМИРАН был разработан перечень рекомендаций для лиц, перенесших инфаркт миокарда, а также страдающих артериальной гипертензией, по приему различных лекарственных препаратов в зависимости от геомагнитной активности. Пациенты из группы риска могут получить информацию о рисках космической погоды и с помощью доктора или самостоятельно принять меры: скорректировать дозу медикаментов, обеспечить покой и т.д.
Влияние на космические спутники и космонавтов
Солнечные вспышки оказывают существенное влияние на технику и космонавтов, находящихся вне земной атмосферы. Волны мощной взрывной энергии могут полностью вывести из строя космические спутники и корабли.
Солнечная радиация представляет серьезную угрозу для космонавтов. В 1972 году, когда американские космонавты высадились на Луну, на Солнце произошла мощная вспышка. К счастью, экипаж «Аполлона» разминулся с потоком заряженных частиц. Если бы этого не произошло, астронавты погибли бы от лучевой болезни.
К счастью, за прошедшие 50 лет технологии шагнули далеко вперед и теперь экипаж МКС защищен от солнечной радиации лучше, чем на заре развития космонавтики.
А вот эффективно защитить от солнечной радиации космические корабли и спутники до сих пор не удается. Потоки заряженных частиц время от времени выводят из строя электронику и бортовые аппараты спутников. Долетая до атмосферы нашей планеты, заряженные частицы снижают качество радиосвязи.
Выход из строя спутников — это событие серьезного масштаба. Заменить спутник, выведенный из строя солнечной радиацией, невозможно ни за день, ни за год. А если выйдет из строя несколько десятков таких спутников, то на их замену потребуются десятилетия.
Интересные факты
В мае 1967 года мощная солнечная вспышка чуть не привела к ядерной войне. В то время США были обеспокоены возможностью ядерного удара со стороны СССР. Американское правительство вложило огромные средства в разработку и установку специальных радиолокационных станций, которые позволяли за 15 минут предупредить военных о ядерном ударе. Одна из таких станций была установлена на военной базе в Гренландии.
23 мая 1967 года из строя вышли радары сразу трех радиолокационных станций, в том числе и гренландской. На радарах других станций появились помехи. Армия США решила, что их радиолокационная система раннего предупреждения глушится для нанесения ядерного удара по американской территории. Для нанесения ответного удара по территории СССР в воздух тут же подняли все бомбардировщики с ядерным оружием.
К счастью, кому-то из военных пришла в голову идея позвонить в метеослужбу, которая на протяжении трех лет по заказу ВВС регистрирует солнечную активность. В ответ на экстренный запрос специалисты метеослужбы подтвердили, что в этот день на Солнце произошла мощная вспышка, которую можно было увидеть даже невооруженным глазом. Оказалось, что именно солнечная вспышка вывела из строя все три радиолокационные станции США, которые были расположены на солнечной стороне Земли.
Это курьезное событие, чуть не приведшее к Третьей мировой войне, было засекречено на долгих 50 лет и лишь недавно оно стало достоянием общественности.
Космические миссии по исследованию
В течение нескольких десятилетий за вспышками на Солнце следят сразу четыре космические обсерватории:
| Год запуска | Наименование | Миссия | Кто запустил |
| 1959 | Советская автоматическая межпланетная станция «Луна-1» | Первые прямые измерения параметров солнечного ветра | СССР |
| 1960 | Зонд Pioneer-5 | Первые измерения уровня радиации и свойств солнечных вспышек | США |
| 1962-1975 | 8 космических телескопов | Изучение 11-летних циклов Солнца | США |
| 1965-1968 | Pioneer-6, Pioneer-7, Pioneer-8, Pioneer-9 | Изучение солнечного ветра, космических лучей, солнечной плазмы | США |
| 1974 | Зонд Helios-1 | Облет Солнца на относительно близком расстоянии | ФРГ, США |
| 1976 | Зонд Helios-2 | Облет вокруг Солнца. Обнаружение ионов гелия в солнечном спектре | ФРГ, США |
| 1977 | Voyager-1, Voyager-2 | Уточнение свойств солнечного ветра на различном удалении от светила | США |
| 1978 | ISEE-3 | Изучение влияния солнечного ветра на магнитное поле Земли | Европа, США |
| 1980 | SolarMax | Исследование процессов, происходящих на Солнце, в том числе солнечных вспышек | США |
| 1990 | Ulysses | Исследование Солнца с полярной орбиты. Установил, что полюса Солнца не имеют фиксированного положения | Европа, США |
| 1991-2006 | Solar-A, Solar-B | Изучение магнитного поля Солнца | Япония, Великобритания, США |
| 1994 | GGS WIND | Изучение солнечного ветра и его взаимодействия с земной поверхностью | США |
| 1994-2009 | «Коронас-И», «Коронас-Ф», «Коронас-Фотон» | Комплексные орбитальные околоземные наблюдения активности Солнца | Россия |
| 1995 | SOHO | Передача изображения Солнца в видимом ультрафиолетовом диапазоне | Европа, США |
| 1997 | ACE | Изучение высокоэнергетических частиц солнечного ветра, уточнение прогнозов по магнитным бурям | США |
| 1998 | TRACE | Изучение связей между магнитным полем и плазмой солнечной атмосферы | США |
| 2001 | Genesis | Сбор частиц солнечного ветра | США |
| 2002 | RHESI | Изучение гамма-излучения от солнечной вспышки | США |
| 2006 | STEREO-A, STEREO-B | Построение трехмерных изображений Солнца и структур солнечной атмосферы, а также трехмерного магнитного поля звезды | США |
| 2008 | IBEX | Исследование взаимодействия солнечного ветра с межзвездным веществом | США |
| 2010 | SDO | Наблюдения за детальной динамической картиной выбросов с поверхности Солнца | США |
Перспективные проекты
Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует запустить спутник Solar Orbiter, который будет исследовать солнечную активность. Россия готовится к запуску после 2025 года «Интергелиозонда», который будет исследовать Солнце с близких расстояний. Также в России планируют реализовать проект «Полярно-эклиптический патруль», в рамках которого в космос запустят два малых космических аппарата для получения глобальной картины солнечной активности и ее проявлений в гелиосфере.
Solar Orbiter
Интергелиозонд
Прогнозирование
В настоящее время ученые научились прогнозировать вспышки на Солнце, однако из-за неустойчивой магнитной структуры звезды, это можно сделать только за 1-3 дня до начала вспышки. Более длительные прогнозы пока не представляются возможными. По данным НАСА, в спокойные дни вероятность сильной вспышки на Солнце составляет 1-5%, в периоды повышенной активности она увеличивается до 40%.
Видео: Вспышки на Солнце и как они влияют на нашу планету
Вопросы и ответы
Слабые вспышки создают помехи и мешают отлаженной работе электроприборов. Сильные бури способны за считанные часы лишить нашу планету электричества.
Да, солнечные вспышки влияют на вулканическую активность. Мощные вспышки могут вызвать извержение вулканов по всему миру.
Вспышки, способные обесточить весь мир и повергнуть его в хаос, происходят не чаще, чем один раз в 500 лет.
В 1859 году. Тогда она вызвала сбой всех магнитных приборов и телеграфов по всему миру. Люди испытали шок, поскольку решили, что небо покарало их за грехи. Но ученым удалось разгадать причину катаклизма.
