Сегодня - 06.04.2020

Солнечные вспышки: источник магнитных бурь и лаборатория для физиков

14 ноября 2012

Обычный человек представляет вспышки на Солнце, как процессы, которые могут повлиять на Землю, климат и его собственное здоровье. Люди склонны винить природные явления в своих недугах, когда неважно себя чувствуют, бывают раздражительны или находятся в депрессивном состоянии. Солнечные вспышки – одно из таких явлений. Есть масса сайтов, готовых доказать, что ваше состояние напрямую связано с солнечной активностью, которую даже прогнозируют.

Иначе на это смотрят ученые. «Это сложное комплексное явление, которое очень интересно для изучения. Своего рода лаборатория физики плазмы. В земных условиях невозможно точно воспроизвести вспышечные - одновременно низкую концентрацию и высокую температуру плазмы, сильные магнитные поля и, главное, огромные пространственные масштабы. Размер области вспышки обычно превышает диаметр Земли.» –  говорит сотрудник Института космических исследований РАН кандидат физико-математических наук Иван Викторович Зимовец.


Вспышечные области состоят из плазмы - примерно 90% водорода, 10% гелия и относительно малого количества ионов различных сортов (углерод, азот, кислород, железо). При этом, из-за высоких температур, атомы водорода и гелия практически полностью ионизованы, т.е. представляют собой смесь протонов, электронов и ядер гелия. Также во вспышечных областях присутствуют сильные магнитные поля, которые и являются, по современным представлениям, движителями солнечных вспышек. В них запасается большое количество энергии, которая выделяется во время вспышки. 


Солнечные вспышки возникают в области солнечных пятен (участков поверхности, где выходят магнитные поля). Они не превышают по длительности нескольких минут. Однако в этот момент происходит выброс вещества в межпланетную среду.  Достигнет ли оно Земли, зависит от траектории полета и солнечного ветра (это постоянный радиальный поток плазмы солнечной короны в космическую среду со скоростью 300—1200 км/с).  «В среднем облако плазмы, образованное в результате вспышки, долетает до поверхности нашей планеты за 2-3 дня, вызывая при взаимодействии с магнитосферой Земли магнитные бури, –  рассказывает Иван Викторович. - Ученые могут их прогнозировать, проводя расчеты непосредственно после вспышки, появление которой, к сожалению, предсказать заранее нельзя».

Солнечные бури способны влиять на радиооборудование, электростанции, технику, вызывать сбои в работе радионавигационных приборов кораблей и самолетов, длинных линий энергоснабжения. Но это не длительный процесс, и в случае неисправностей, все быстро восстанавливается. Кстати, наиболее подвержены влиянию области ближе к полюсам Земли, так как туда ведут силовые линии магнитного поля, образуя своего рода «воронки». Они захватывают пришедшие заряженные частицы, возмущая при этом магнитосферу.  

Энергии на 10 млрд. бомб

Мы говорим о самом мощном энергетическом явлении во всей Солнечной системе. Если сжечь все запасы нефти, газа и угля, то энергии получится в 100 раз меньше, чем от одной солнечной вспышки. При минутных солнечных выбросах энергии выделяется больше, чем вырабатывают все атомные станции мира за год. Чтобы получить энергию одной вспышки нужно 10 млрд. бомб, подобных самой масштабной в истории – «царь-бомбы».


Царь-бомба, она же АН602 — термоядерная авиационная бомба, разработанная в СССР в 1954—1961 гг. группой физиков-ядерщиков под руководством академика Игоря Васильевича Курчатова. Самое мощное взрывное устройство за всю историю человечества. По разным данным имело от 57 до 58,6 мегатонн тротилового эквивалента.


Многие не раз задавались вопросом, возможно ли энергию солнечных вспышек использовать во благо человечества. «В наш век точно определить возможность ее реализации нельзя, – говорит ученый. - Во-первых, Земля находится очень далеко от Солнца, поэтому весь поток энергии нужно делить на 10 порядков. То есть его практически невозможно собрать, к тому же он слишком рассеян – необходимы мощные ловушки. Во-вторых,  жесткое рентгеновское и гамма излучение не безопасно. Можно пофантазировать: поставить солнечные батареи на Меркурий, он в три раза ближе к Солнцу, чем Земля, и оттуда привозить энергию. Но звучит это сомнительно».

Опасны ли вспышки для человека?

Сами вспышки, конечно же, не опасны. Влияние на людей оказывают магнитные бури. В московском Институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН проводят исследования, определяя воздействие на организм человека. В разных точках земного шара у людей снимали показания (частота пульса, давление, данные кардиограммы) и сравнивали с изменением магнитосферы. Ученые пришли к выводу, что при сильных бурях показатели физического состояния человека изменяются. Но все быстро восстанавливается. Более того, для людей с хорошим иммунитетом влияние бурь практически неощутимо. Но у тех, кто имеет серьезные проблемы со здоровьем, это вызывает трудности.

Вспышки и глобальное потепление

Много исследований направлено на то, чтобы установить взаимосвязь периода солнечной активности с изменением климата на нашей планете. Ученые пытаются выяснить, каким образом вспышки отражаются на климатическом состоянии Земли и влияют ли они на потепление. Например, в Великобритании составили статистику рынков зерна и пришли к выводу, что в моменты минимума солнечной активности урожайность заметно сокращалась. Таким образом, предположили: солнечные вспышки способны влиять на климат. «Однако маловероятно, что они могут сильно нагревать или охлаждать Землю, так как есть солнечная постоянная, которая изменяется лишь на долю процента» –  говорит Иван Викторович. Поэтому говорить о глобальном потеплении из-за процессов на Солнце не стоит.


Солнечная постоянная – количество лучистой энергии Солнца, поступающей за 1 секунду на 1 квадратный сантиметр площади, перпендикулярной к солнечным  лучам и находящейся вне земной атмосферы на среднем расстоянии Земли от Солнца.


Юлия Баранова, студентка ФЖ НГУ

Фото: 1 - с сайта НАСА, анонс, 2, 3 - с сайта проекта ТЕСИС

Ваша оценка: Нет Средняя: 2.7 (3 votes)
Поделись с друзьями: 

Система Orphus