Земля наближається до так званої "зони бойових дій" Сонця: що це таке і чим це нам загрожує

Активність Сонця

Сонячний максимум щойно офіційно розпочався. Але вже зараз деякі вчені попереджають, що сонячна активність насправді не досягне піку, поки ця вибухова фаза не закінчиться і ми не увійдемо в сонячну "зону бойових дій". Ця маловивчена фаза циклу, під час якої на Сонці з'являються гігантські коронарні діри, може виявитися катастрофічною для супутників, що обертаються навколо Землі. З часу останнього сонячного циклу кількість апаратів значно зросла, а це означає значно вищі ризики, повідомляє 24 Канал з посиланням на LiveScience.

Дивіться також Учені знайшли сліди гігантської сонячної бурі, що вразила Землю 2687 років тому

Сонячний максимум — це період найвищої активності зорі в рамках приблизно 11-річного циклу. Цей цикл характеризується поступовим нарощуванням активності, а потім спаданням. Активність проявляється у збільшенні кількості сонячних плям на поверхні, на місці яких формується нестабільне магнітне поле. Коли нитки магнітного поля руйнуються, відбуваються спалахи. Деякі спалахи закінчують корональним викидом маси, тобто викидом у космос певної кількості заряджених частинок сонячної плазми. Якщо потік спрямований на Землю, він зіштовхується з нашим магнітним полем і провокує полярні сяйва. Сильні викиди можуть виводити з ладу супутники, буквально спалюючи їх зсередини, наші електромережі на планеті, блокувати радіозв'язок, GPS та інше.

На середині цього 1-річного періоду магнітне поле Сонця повністю змінюється, що призводить до зменшення кількості сонячних плям і сонячної активності, аж поки ми не досягнемо "сонячного мінімуму" і не почнеться наступний сонячний цикл.

Сонячна активність зростала протягом останніх кількох років, натякаючи на те, що сонячний максимум може настати раніше і бути більш активним, ніж спочатку очікували вчені. Минулого місяця експерти з космічної погоди підтвердили, що це саме так, коли оголосили, що сонячний максимум вже йде повним ходом і може тривати близько року або більше.

Але 15 листопада Lynker Space, нова компанія з прогнозування космічної погоди, яка була створена на початку цього року, опублікувала пост у блозі, в якому пояснила, що особлива фаза сонячного циклу, відома як "зона бойових дій", ймовірно, почнеться в найближчі рік чи два, коли закінчиться сонячний максимум.

Фізик Скотт Макінтош, який спеціалізується на вивченні Сонця, а також є віцепрезидентом Lynker Space, розповів, що геомагнітна активність у верхніх шарах атмосфери може збільшитися на 50% під час цієї зони активності, яка може тривати до 2028 року.

Потенціал великих, небезпечних геомагнітних збурень у найближчі кілька років дуже реальний,
– сказав він.

То що ж таке ця "зона бойових дій"

На додаток до 11-річного циклу сонячних плям, про який знають всі, хто цікавиться темою, Сонце також має більш тривалий 22-річний "цикл Хейла". Це час, необхідний для того, щоб магнітне поле нашої зірки перевернулося, а потім знову повернулося назад. Тобто один розворот займає один 11-річний цикл, а повернення полюсів у попередню позицію потребує ще 11 років.

Під час цього довшого циклу великі смуги магнетизму, відомі як смуги циклу Хейла, виникають на полюсах Сонця і повільно мігрують до сонячного екватора (незалежно від ширшого магнітного поля Сонця). Нова смуга з'являється в обох півкулях Сонця під час кожного сонячного максимуму і триває до кінця наступного циклу сонячних плям, коли смуги досягають сонячного екватора і зникають (фактично зливаючись) у явищі, яке дослідники називають "сонячним термінатором". Це означає, що протягом першої половини циклу сонячних плям (від сонячного мінімуму до сонячного максимуму) в кожній з півкуль Сонця спостерігається лише одна смуга циклу Хейла. Але під час другої половини циклу (після сонячного максимуму) в кожній півкулі є по дві смуги.

Скотт Макінтош пояснив, що перекриття цих гігантських смуг керує циклом сонячних плям, оскільки вчені помічали, що коли смуги магнітного поля досягають певних широт, плями ніби починають рухатися разом із ними на кілька градусів за рік. Коли в кожній півкулі є лише одна смуга, виникає магнітний дисбаланс по всьому Сонцю зі слабшими магнітними полями поблизу екватора, що дозволяє збільшувати кількість чорних плям навколо "талії" нашої зірки, сказав він. Але коли з'являється друга смуга, вона "зменшує дисбаланс" і ускладнює утворення сонячних плям, додав Макінтош.

Зрештою, за кілька років, коли смуги рухаються до екватора, дисбаланс поступово зменшується, поки Сонце не зможе утворювати плями,
– каже вчений.

Сонячні плями у серпні 2024 року. Вони виникають лише у середніх широтах, майже не з'являючись на півночі на півдні сонячної кулі / Фото SDO/Şenol Şanlı/Uğur İkizler

Смуги циклу Хейла історично ігнорувалися більшістю прогнозистів космічної погоди, які більше покладаються на фактичну кількість сонячних плям для прогнозування сонячної активності. Однак деякі вчені починають усвідомлювати, що магнітні смуги важливіші, ніж ми думали. Наприклад, вивчення події сонячного термінатора, яка передувала поточному сонячному циклу, дозволило Макінтошу та іншим ученим правильно передбачити прихід сонячного максимуму, коли інші експерти цього не зробили.

За словами Макінтоша, "зона бойових дій" – це новий термін, запроваджений Lynker Space для опису періоду, коли дві смуги циклу Хейла "змагаються за домінування" в кожній з півкуль Сонця. "Ми використовуємо цей термін, щоб описати той факт, що геомагнітна активність посилюється після максимуму сонячних плям", – додав він.

Причина того, що зона битви є потенційно більш небезпечною, ніж сонячний максимум, полягає у двох факторах:

• По-перше, кількість сонячних спалахів, що виникають на Сонці, залишається високою протягом декількох років після сонячного максимуму, а це означає, що на Землю будуть спрямовуватися стільки ж викидів, скільки й зараз.
• По-друге, це магнітне "перетягування каната" між смугами циклу Хейла призводить до утворення корональних дір — гігантських темних плям, створених магнітним полем Сонця, які пронизують сонячну корону, або зовнішню атмосферу.

Корональні діри небезпечні тим, що можуть створювати короткі та екстремальні пориви сонячного вітру — постійного фонового потоку заряджених частинок, що викидаються Сонцем в усі боки. Наприклад, у грудні 2023 року корональна діра завширшки з 60 наших планет бомбардувала нас посиленим сонячним вітром, а у 2022 році корональна діра створила "прогалину" в сонячному вітрі, настільки велику, що на короткий час призвела до роздування й без того мізерної атмосфери Марса.

Схематичне зображення корональної діри. У грудні 2023 року на Сонці відкрилася корональна діра шириною понад 60 наших планет, викинувши сильні пориви сонячного вітру прямо на нас / Фото NASA/SDO/AIA

"Всі зайві сонячні частинки, викинуті корональними дірами, поглинаються верхніми шарами атмосфери Землі під час зони бойових дій", – каже Макінтош. Додайте сюди й без того часті сонячні бурі й отримаєте набагато більше навантаження на магнітосферу планети.

Для більшості людей на Землі зона бойових дій становить дуже незначну загрозу. Для мисливців за полярними сяйвами це може бути навіть гарною новиною, оскільки шанси побачити танцюючі світлові шоу в цей період ще вищі.

Однак цей період може бути дуже складним для супутникових операторів, оскільки вся ця додаткова активність може спричинити роздування верхніх шарів атмосфери. Коли це відбувається, орбітальні космічні апарати можуть відчувати додатковий опір, що змушує їх падати назад на Землю. Це вже траплялося під час поточного максимуму сонячної активності. Оскільки нові супутники запускаються в рекордній кількості завдяки таким проєктам, як Starlink компанії SpaceX, ймовірність того, що сонячна погода спричинить катастрофічні збої в роботі супутників, стає дедалі вищою.

"Ми ніколи не мали такої кількості об'єктів на низькій навколоземній орбіті. Ми будемо бачити в реальному часі, як зона бойових дій впливає на бізнес, який намагається вижити й досягти успіху в цьому середовищі", – підсумовує Макінтош.