Активность Солнца
Солнечный максимум только что официально начался. Но уже сейчас некоторые ученые предупреждают, что солнечная активность на самом деле не достигнет пика, пока эта взрывная фаза не закончится и мы не войдем в солнечную "зону боевых действий". Эта малоизученная фаза цикла, во время которой на Солнце появляются гигантские коронарные дыры, может оказаться катастрофической для спутников, вращающихся вокруг Земли. Со времени последнего солнечного цикла количество аппаратов значительно возросло, а это означает значительно более высокие риски, сообщает 24 Канал со ссылкой на LiveScience.
Смотрите также Ученые нашли следы гигантской солнечной бури, поразившей Землю 2687 лет назад
Солнечный максимум — это период наивысшей активности звезды в рамках примерно 11-летнего цикла. Этот цикл характеризуется постепенным наращиванием активности, а затем спаданием. Активность проявляется в увеличении количества солнечных пятен на поверхности, на месте которых формируется нестабильное магнитное поле. Когда нити магнитного поля разрушаются, происходят вспышки. Некоторые вспышки заканчивают корональным выбросом массы, то есть выбросом в космос определенного количества заряженных частиц солнечной плазмы. Если поток направлен на Землю, он сталкивается с нашим магнитным полем и провоцирует полярные сияния. Сильные выбросы могут выводить из строя спутники, буквально сжигая их изнутри, наши электросети на планете, блокировать радиосвязь, GPS и прочее.
На середине этого 1-летнего периода магнитное поле Солнца полностью меняется, что приводит к уменьшению количества солнечных пятен и солнечной активности, вплоть пока мы не достигнем "солнечного минимума" и не начнется следующий солнечный цикл.
Солнечная активность росла в течение последних нескольких лет, намекая на то, что солнечный максимум может наступить раньше и быть более активным, чем изначально ожидали ученые. В прошлом месяце эксперты по космической погоде подтвердили, что это именно так, когда объявили, что солнечный максимум уже идет полным ходом и может длиться около года или более.
Но 15 ноября Lynker Space, новая компания по прогнозированию космической погоды, которая была создана в начале этого года, опубликовала пост в блоге, в котором объяснила, что особая фаза солнечного цикла, известная как "зона боевых действий", вероятно, начнется в ближайшие год или два, когда закончится солнечный максимум.
Физик Скотт Макинтош, который специализируется на изучении Солнца, а также является вице-президентом Lynker Space, рассказал, что геомагнитная активность в верхних слоях атмосферы может увеличиться на 50% во время этой зоны активности, которая может продлиться до 2028 года.
Потенциал больших, опасных геомагнитных возмущений в ближайшие несколько лет очень реален,
– сказал он.
Так что же такое эта "зона боевых действий"
В дополнение к 11-летнему циклу солнечных пятен, о котором знают все, кто интересуется темой, Солнце также имеет более длительный 22-летний "цикл Хейла". Это время, необходимое для того, чтобы магнитное поле нашей звезды перевернулось, а затем снова повернулось обратно. То есть один разворот занимает один 11-летний цикл, а возвращение полюсов в предыдущую позицию требует еще 11 лет.
Во время этого более длинного цикла большие полосы магнетизма, известны как полосы цикла Хейла, возникают на полюсах Солнца и медленно мигрируют к солнечному экватору (независимо от более широкого магнитного поля Солнца). Новая полоса появляется в обоих полушариях Солнца во время каждого солнечного максимума и продолжается до конца следующего цикла солнечных пятен, когда полосы достигают солнечного экватора и исчезают (фактически сливаясь) в явлении, которое исследователи называют "солнечным терминатором". Это означает, что в течение первой половины цикла солнечных пятен (от солнечного минимума до солнечного максимума) в каждом из полушарий Солнца наблюдается лишь одна полоса цикла Хейла. Но во время второй половины цикла (после солнечного максимума) в каждом полушарии есть по две полосы.
Скотт Макинтош объяснил, что перекрытие этих гигантских полос управляет циклом солнечных пятен, поскольку ученые замечали, что когда полосы магнитного поля достигают определенных широт, пятна будто начинают двигаться вместе с ними на несколько градусов в год. Когда в каждом полушарии есть только одна полоса, возникает магнитный дисбаланс по всему Солнцу с более слабыми магнитными полями вблизи экватора, что позволяет увеличивать количество черных пятен вокруг "талии" нашей звезды, сказал он. Но когда появляется вторая полоса, она "уменьшает дисбаланс" и затрудняет образование солнечных пятен, добавил Макинтош.
В конце концов, за несколько лет, когда полосы движутся к экватору, дисбаланс постепенно уменьшается, пока Солнце не сможет образовывать пятна,
– говорит ученый.
Солнечные пятна в августе 2024 года. Они возникают только в средних широтах, почти не появляясь на севере на юге солнечного шара / Фото SDO/Şenol Şanlı/Uğur İkizler
Полосы цикла Хейла исторически игнорировались большинством прогнозистов космической погоды, которые больше полагаются на фактическое количество солнечных пятен для прогнозирования солнечной активности. Однако некоторые ученые начинают осознавать, что магнитные полосы важнее, чем мы думали. Например, изучение события солнечного терминатора, которое предшествовало текущему солнечному циклу, позволило Макинтошу и другим ученым правильно предсказать приход солнечного максимума, когда другие эксперты этого не сделали.
По словам Макинтоша, "зона боевых действий" – это новый термин, введенный Lynker Space для описания периода, когда две полосы цикла Хейла "соревнуются за доминирование" в каждом из полушарий Солнца. "Мы используем этот термин, чтобы описать тот факт, что геомагнитная активность усиливается после максимума солнечных пятен", – добавил он.
Причина того, что зона битвы является потенциально более опасной, чем солнечный максимум, заключается в двух факторах:
- Во-первых, количество солнечных вспышек, возникающих на Солнце, остается высоким в течение нескольких лет после солнечного максимума, а это означает, что на Землю будут направляться столько же выбросов, сколько и сейчас.
- Во-вторых, это магнитное "перетягивание каната" между полосами цикла Хейла приводит к образованию корональных дыр — гигантских темных пятен, созданных магнитным полем Солнца, которые пронизывают солнечную корону, или внешнюю атмосферу.
Корональные дыры опасны тем, что могут создавать короткие и экстремальные порывы солнечного ветра — постоянного фонового потока заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем во все стороны. Например, в декабре 2023 года корональная дыра шириной с 60 наших планет бомбардировала нас усиленным солнечным ветром, а в 2022 году корональная дыра создала "пробел" в солнечном ветре, настолько большую, что на короткое время привела к раздуванию и без того скудной атмосферы Марса.
Схематическое изображение корональной дыры. В декабре 2023 года на Солнце открылась корональная дыра шириной более 60 наших планет, выбросив сильные порывы солнечного ветра прямо на нас / Фото NASA/SDO/AIA
"Все лишние солнечные частицы, выброшенные корональными дырами, поглощаются верхними слоями атмосферы Земли во время зоны боевых действий", – говорит Макинтош. Добавьте сюда и без того частые солнечные бури и получите гораздо большую нагрузку на магнитосферу планеты.
Для большинства людей на Земле зона боевых действий представляет очень незначительную угрозу. Для охотников за полярными сияниями это может быть даже хорошей новостью, поскольку шансы увидеть танцующие световые шоу в этот период еще выше.
Однако этот период может быть очень сложным для спутниковых операторов, поскольку вся эта дополнительная активность может вызвать раздувание верхних слоев атмосферы. Когда это происходит, орбитальные космические аппараты могут испытывать дополнительное сопротивление, что заставляет их падать обратно на Землю. Это уже случалось во время текущего максимума солнечной активности. Поскольку новые спутники запускаются в рекордном количестве благодаря таким проектам, как Starlink компании SpaceX, вероятность того, что солнечная погода повлечет катастрофические сбои в работе спутников, становится все выше.
"Мы никогда не имели такого количества объектов на низкой околоземной орбите. Мы будем видеть в реальном времени, как зона боевых действий влияет на бизнес, который пытается выжить и преуспеть в этой среде", – заключает Макинтош.