Изображение солнечной вспышки, полученное NASA в 2013 году, в период высокой солнечной активности. (Изображение предоставлено: NASA Goddard)
Все живое на Земле обязано своим существованием солнечному излучению. Но что происходит, когда это излучение выходит из-под контроля, и миллиарды тонн заряженного солнечного вещества внезапно устремляются в нашу сторону со скоростью тысячи километров в секунду? Что произойдет, если Земля получит прямой удар от солнечной вспышки – и может ли достаточно сильная вспышка уничтожить жизнь на нашей планете, какой мы ее знаем?
Ответы сложны, но большинство ученых сходятся в одном: магнитное поле Земли и изолирующая атмосфера чрезвычайно хорошо защищают нас даже от самых мощных солнечных вспышек. Хотя солнечные бури могут нарушить работу радаров и радиосистем или вывести спутники из строя, наиболее вредное излучение поглощается в небе задолго до того, как оно коснется кожи человека.
«Мы живем на планете с очень плотной атмосферой… которая останавливает все вредное излучение, возникающее при солнечной вспышке,» – говорит Алекс Янг, помощник директора по науке научного отдела гелиофизики Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд. «Даже в самых крупных событиях, которые мы наблюдали за последние 10000 лет, мы видим, что эффект недостаточен, чтобы повредить атмосферу настолько, что мы больше не защищены,» – сказал Янг в видеоролике 2011 года, посвященном опасениям, что солнечная вспышка приведет к концу света в 2012 году. (1)
Тем не менее, не все солнечные вспышки безвредны. Хотя магнитное поле Земли предотвращает массовую гибель людей от солнечной радиации, электромагнитная мощность вспышки может нарушить работу энергосистем, Интернета и других коммуникационных устройств на Земле, что приведет к хаосу и, возможно, даже к гибели людей. Специалисты по космической погоде из NASA и других агентств серьезно относятся к этой угрозе и внимательно следят за Солнцем на предмет потенциально опасной активности.
Солнечные вспышки вращаются в атмосфере Солнца. (Фотография предоставлена: NASA/SDO)
Что такое солнечные вспышки?
Солнечные вспышки возникают, когда линии магнитного поля Солнца натягиваются и скручиваются, в результате чего на поверхности Солнца образуются огромные, размером с планету, бури электромагнитной энергии. Мы видим эти бури в виде холодных темных пятен, известных как солнечные пятна. Вокруг солнечных пятен огромные нити магнитного поля закручиваются, наматываются и иногда срываются, создавая мощные вспышки энергии, или солнечные вспышки.
Большая часть энергии солнечной вспышки излучается в виде ультрафиолетового и рентгеновского света. Однако интенсивная энергия вспышки может также нагревать близлежащий газ в солнечной атмосфере, выбрасывая в космос огромные сгустки заряженных частиц, известные как корональные выбросы массы (КВМ). Если вспыхивающее солнечное пятно оказывается напротив Земли, то все образующиеся КВМ устремляются прямо к нам, обычно достигая нашей планеты за время от 15 часов до нескольких дней.
Слышали ли вы о КВМ или нет, вы, скорее всего, пережили сотни из них; Солнце выбрасывает от одной КВМ в неделю до нескольких в день, в зависимости от того, где мы находимся в 11-летнем цикле активности Солнца, по данным NASA. Большинство КВМ проходят над нашей планетой совершенно незамеченными для широкой публики благодаря мощному магнитному полю Земли, или магнитосфере. (2)
Однако самые крупные и энергичные КВМ могут сжимать магнитное поле нашей планеты при прохождении, что приводит к так называемой геомагнитной буре.
Когда электромагнитная энергия Солнца проникает в нашу магнитосферу, атомы и молекулы в атмосфере Земли становятся электрически заряженными, создавая эффекты, которые можно наблюдать по всему миру. Во время таких бурь полярное сияние, обычно наблюдаемое только в районе Северного полюса, может сместиться вниз настолько, что становится видимым в районе экватора.
Радио- и радиолокационные системы по всему миру могут отключиться, а электрические сети могут перегрузиться и потерять энергию. Некоторые эксперты опасаются, что достаточно крупное КВМ может вызвать «интернет-апокалипсис», перегрузив подводные интернет-кабели и оставив часть мира без доступа к сети на несколько недель или месяцев, хотя такого еще не случалось. Спутники и космические станции, которые находятся на орбите за пределами земной атмосферы, также могут быть ослаблены излучением КВМ.
Тем не менее, даже самая мощная геомагнитная буря в зарегистрированной истории – Каррингтонское событие 1859 года – не оказала заметного влияния на здоровье людей и других живых организмов на Земле. Если до этого на нашу планету обрушивались еще более сильные солнечные бури, нет никаких доказательств того, что они также повлияли на здоровье человека.
«Несмотря ни на что, вспышки не оказывают существенного влияния на нас здесь, на Земле,» – сказал Дуг Бизекер, исследователь Центра прогнозирования космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований, Стэнфордскому солнечному центру. «Какого рода потоки должны обрушиться на Землю, чтобы уничтожить нас? Я не знаю ответа на этот вопрос, но очевидно, что мы никогда не наблюдали солнечных событий, которые были бы настолько велики, чтобы оказать заметное влияние на здоровье человека.» (3)
Ущерб от звезды
Возможно, наша ближайшая звезда и не представляет угрозы вымирания, но ученые подозревают, что другие близлежащие звезды могут это сделать. Когда у некоторых звезд заканчивается топливо и они умирают, происходит взрыв сверхновой звезды, которая выбрасывает мощное излучение в космос на миллионы световых лет вокруг. Эти взрывы во много-много раз мощнее солнечных вспышек; если такой взрыв произойдет достаточно близко к Земле, умирающая звезда может обдать нашу планету таким количеством ультрафиолетового излучения, что лишит ее защитного озонового слоя, сделав Землю уязвимой для шквала заряженных межзвездных частиц.
Авторы недавнего исследования (опубликованного в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в августе 2020 года) подозревают, что смерть звезды в пределах 65 световых лет от Земли могла привести именно к этому примерно 359 миллионов лет назад, в конце Девонского периода (416–358 миллионов лет назад). Массовое вымирание в конце этого периода привело к гибели 70% беспозвоночных Земли, хотя ученые не могут точно сказать, что послужило его причиной. Однако при исследовании ископаемых спор времен вымирания были обнаружены признаки повреждения ультрафиолетовым светом, что наводит на мысль о том, что, возможно, вымирание вызвала взорвавшаяся звезда. (4)
К счастью, вблизи Земли нет кандидатов в сверхновые звезды, которые могли бы представлять такую угрозу в ближайшее время, успокаивают авторы исследования. У нас есть только наше маленькое теплое солнце, и наша атмосфера заботится о том, чтобы мы оставались на дружественной стороне этой звезды.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
