Неспокойное место под Солнцем
Как возмущения магнитного поля земли влияют на нас и от чего происходят магнитные бури
Чаще всего мы сетуем на Солнце, когда утром внезапно повышается давление и болит голова. Фраза "Сегодня, наверно, вспышки на Солнце" уже стала традиционным оправданием опоздания на работу. Недомогание, сонливость, а также проблемы со связью и сетью – конечно же, всё из-за магнитных бурь. Что же на самом деле происходит внутри нашей звезды?
В ритме Солнца

Как же состояние магнитного поля влияет на человеческий организм? Ритмы солнечной активности иногда совпадают с ритмами процессов, происходящих в электро-магнитных полях в атмосфере Земли. Один из таких процессов – микропульсации. Они представляют собой колебания, происходящие из-за распространения электромагнитных волн, которые возникают либо в самой области магнитного поля Земли – магнитосфере, либо из-за взаимодействия магнитосферы с солнечным ветром (потоком заряженных частиц, которые Солнце постоянно выбрасывает во всех направлениях).

Период микропульсаций равен примерно 1-2 секундам, что очень близко к средней частоте биения человеческого сердца. Благодаря эволюции наши собственные сердечные ритмы как бы синхронизировались с процессами в магнитосфере. Поэтому её сильное возмущение организм чувствует, как сбой настроек в системе. Наверняка Вам известно, как тяжело бывает приспособиться к резкой смене режима дня после долгого перелёта.
Наверняка Вам известно, как тяжело бывает приспособиться к резкой смене режима дня после долгого перелёта. Это происходит не только из-за смены часовых поясов и последующего сбоя биологических (циркадных) ритмов, но и новой геомагнитной обстановки. Если здоровый человек перенесёт все без особых последствий, то страдающий заболеваниями сердца, может оказаться на больничной койке.
Это происходит не только из-за смены часовых поясов и последующего сбоя биологических (циркадных) ритмов, но и другой геомагнитной обстановки. Если здоровый человек перенесёт все без особых последствий, то страдающий заболеваниями сердца, может оказаться на больничной койке.

Именно сердечно-сосудистая и нервная система подвергаются влиянию извне в первую очередь. Из-за возмущений магнитосферы возникает аритмия, скачет давление, замедляется кровоток в капиллярах. Организм переживает сильный стресс. Похожие симптомы проявляются и при резкой смене погоды. При этом так называемая магниточувствительность по распространенности на втором месте после метеочувствительности. Все зависит от внутренних особенностей каждого человека. Особенно следить за здоровьем стоит страдающим повышенным давлением. В НИИ Кардиологии Москвы определили: среди больных гипертонией, у которых показатели давления находятся в прямой зависимости от уровня солнечной активности, 80% попали в группу риска магниточувствительности.

Т.К. Бреус, ведущий научный сотрудник Института Космических Исследований РАН в своем исследовании сравнила частотность смертей от инфарктов в Москве и городах Болгарии с показателями геомагнитной активности. Оказалось, что всплески количества летальных исходов совпадают по времени с возмущениями микропульсаций в магнитосфере.

Сеть есть

Возмущения магнитного поля Земли доставляют нам и другие неудобства. Согласно исследованию Дэвида Томсона, профессора Канадского королевского университета, солнечная активность может влиять на качество связи. Каждая вышка связи имеет определенную зону покрытия в форме шестиугольника – соты. Она может принимать сигнал на этой территории и передавать его другим вышкам. Однако если звонящий находится недалеко от мысленной линии, соединяющей станцию связи и Солнце, сигнал может прерваться. Правда, происходит это всего в 9-20% случаев. Специалисты же из Корнелльского университета исследовали влияние солнечной активности на GPS-системы. Они определили: во время вспышек усиливается радиосигнал, идущий от Солнца, и его частота совпадает с той, на которой работают GPS-спутники. Поэтому приборы и теряют сигнал.
Солнечные пятна
Тем не менее, иногда даже сильные вспышки не в силах повлиять на Землю. Солнце тоже вращается вокруг своей оси, и вместе с ним вращаются пятна, в местах скопления которых происходят выбросы энергии. Если активные области отходят от воображаемой линии, соединяющей Солнце и Землю, больше чем на 60°, то вероятность влияния вспышки на нашу планету сводится к минимуму. Пятна будут двигаться по «темной стороне» звезды около 16 дней. Когда они снова окажутся в поле видимости, активность уже угаснет. Если они вообще переживут этот путь.
Буря мглою небо кроет

Возмущения магнитосферы – это не только причина того, почему Вы не можете дозвониться до родственников в другом городе или успокоить ноющую голову. Полярные сияния – тоже их последствия. Во время «атаки» солнечного ветра заряженные частицы врезаются в нашу атмосферу. Обычно солнечный ветер останавливает магнитосфера, но на полюсах магнитного поля практически нет. Там частицы реагируют с азотом и кислородом, и в ходе этого процесса выделяется свет. Азот «отвечает» за синий и красный цвета в палитре сияния, кислород – за зеленый и коричнево-красный. Увидеть сияния, вопреки распространенному мнению, могут не только жители Крайнего Севера. Если буря разыграется, то небесные сполохи могут затронуть и более южные широты.

Для охотников за северными сияниями главный параметр наблюдений – Q-индекс. Если он поднимается выше 6, то свечение достигает широт Санкт-Петербурга. Если показатель достигает 7, то шанс увидеть сияние выпадает и Москве. Только, скорее всего, этому помешает высокая загрязненность воздуха и плотность городской засветки. Удобно следить за развитием геомагнитной обстановки, например, на сайте обсерватории в шведского города Кируна.

Азот «отвечает» за синий и красный цвета в палитре сияния, кислород – за зеленый и коричнево-красный. Увидеть сияния, вопреки распространенному мнению, могут не только жители Крайнего Севера. Если буря разыграется, то небесные сполохи могут затронуть и более южные широты.
Как работает Солнце

Сильные возмущения магнитного поля Земли происходят в периоды повышенной активности нашей звезды, когда случаются солнечные вспышки. Любуясь зрелищными кадрами языков огненного пламени, мы даже не подозреваем, что видим только вершину айсберга. Энергия в атмосфере Солнца выделяется не только в виде света и выбросов плазмы со скоростью около 1000 км/с. Регистрируют также потоки протонов и электронов, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. За одну секунду звезда выделяет такое количество энергии, которое человечество потребило бы за миллион лет.

Происхождение вспышек пока остается для ученых загадкой. Однако известно, что появляются они не беспорядочно. Если рядом оказались две группы солнечных пятен разной полярности, одна «со знаком плюс», а другая «со знаком минус», это сигнал – скорее всего здесь и произойдет крупная вспышка. Структура магнитного поля в этом месте усложняется, силовые линии как бы перепутываются друг с другом. Это приводит к выделению магнитной, а затем тепловой энергии, энергии частиц. Фактически, происходит взрыв невероятной мощности.
~
Ничто на Солнце не проходит бесследно, в том числе и вспышки. После себя они оставляют различные явления.

Поствспышечные петли

В области, где произошло выделение энергии, магнитные поля продолжают взаимодействовать. Под влиянием их силы вещество сначала собирается высоко во внешней части атмосферы Солнца – короне, а затем, охлаждаясь, медленно стекает вниз к видимой поверхности. Оно двигается вдоль магнитных линий, поэтому по форме потоки плазмы похожи на гигантские петли. Иногда их образуется сразу несколько, друг над другом, и в короне Солнца будто появляются драгоценные камни.
По форме потоки плазмы похожи на гигантские петли. Иногда их образуется сразу несколько, друг над другом, и в короне Солнца будто появляются драгоценные камни.
Магнитные облака

И на Солнце бывают облака, только необычные. Это области солнечного ветра с очень сильным магнитным полем. Оно неотделимо от плазмы, поэтому во время вспышек выбрасывается в корону вместе с ней. Такой «кусочек Солнца» вполне может долететь до земли и, как бомба, нанести удар по магнитосфере нашей планеты. Результат – магнитные бури. Однако именно благодаря обнаружению магнитных облаков можно делать прогнозы предстоящих возмущений, а предупрежден – значит вооружен.

Если Солнце активно, значит это кому-нибудь нужно

Особенно эффективен в работе по фиксации солнечной активности американский спутник ACE (Advanced Composition Explorer). Находясь в потоке солнечного ветра между Солнцем и Землей, он регистрирует изменения обстановки раньше, чем заряженные частицы достигнут нашей магнитосферы. Это позволяет предсказывать магнитные бури.

«Всё это похоже на фантастику: мы можем не только видеть, но и прогнозировать за несколько часов события, источники которых находятся вдалеке от нас на миллионы километров. Солнечный ветер ещё не достиг орбиты Земли, а мы уже знаем его параметры и определяем геомагнитную обстановку в околоземном пространстве», – поясняет Владимир Калегаев, руководитель проекта по созданию Центра данных оперативного космического мониторинга, заведующий лабораторией анализа и отображения космической информации НИИЯФ МГУ.

В конце концов, вспышки важны и для самой звезды. Сергей Богачев, главный научный сотрудник ФИАН, объясняет: «Солнце – физический объект, оно подчиняется общим законам физики. Законы эти гласят следующее: если у какого-то объекта есть избыточная энергия, он пытается от нее избавиться. Горячее тело стремится остыть, тело, находящееся высоко, стремится упасть. Избыточная энергия Солнца –это прежде всего энергия электрических токов. Солнце состоит из заряженного газа, поэтому там легко формируются разного рода токи. Солнце стремится от этих токов избавиться. Есть два способа: первый – взрыв, как короткое замыкание, это и есть вспышка. Второй – когда Солнце просто выбрасывает куски материи наружу в космос. Вместе с массой оно выбрасывает энергию. Вспышки нужны Солнцу для поддержания энергетического равновесия». То, что переживает Земля из-за вспышек – это плата за более-менее стабильное состояние светила. Как говорил Альберт Эйнштейн, в беспорядке нужно искать простоту, а в раздоре гармонию. Вот и солнечные вспышки, какими бы бесконтрольными и страшными по своей силе они ни были, играют свою незаменимую роль в работе нашей звезды.

Текст: Екатерина Грановская, 1 курс факультета журналистики МГУ имени М. В. Ломосова
Источники: Газета.ру, Лаборатория Рентгеновской Астрономии Солнца ФИАН, Научно-исследовательский Институт Ядерной Физики им. Д.В.Скобелицына, сайт обсерватории в Кируне
Фотографии: фотобанк pixabuy.com
Made on
Tilda