Пятна
Солнце — это источник не только энергии, света, тепла и комфортной жизни на Земле, но и мощных выбросов, оказывающих непосредственное влияние на космонавтов, космическую технику и наземную инфраструктуру. В начале XVII века Галилей обнаружил на Солнце пятна.
В XIX веке стало понятно, что они появляются и исчезают с определённой периодичностью — в среднем каждые 11 лет.
Пятна на Солнце — это визуальные маркеры мощного магнитного поля, поднявшегося из недр звезды. Магнитная трубка вместе с солнечным веществом выходит из одного пятна и, образуя огромную арку, входит в другое. Поэтому в основном пятна наблюдаются парами, у которых, как у магнита, одна сторона положительная, а другая — отрицательная. В этих арках накапливается свободная магнитная энергия, которая может внезапно высвободиться, например, в виде вспышек или выброса плазмы.
Последствия
Солнечная вспышка всего лишь за несколько минут выделяет в сто тысяч раз больше энергии, чем производят все электростанции на Земле за целый год. Свет от вспышки достигает Земли всего за 8 минут, и если бы не атмосфера, все мы оказались бы под воздействием мощного рентгеновского излучения. К счастью, плотные слои атмосферы Земли поглощают опасные рентгеновские лучи, тем не менее из строя может выйти радиосвязь и GPS.
Во время одной из таких вспышек в ноябре 2015 года в Швеции с радаров авиадиспетчеров внезапно исчезли самолеты.
Когда у Солнца портится настроение и надвигается магнитная буря, авиакомпании вынуждены отменять рейсы через полюса, где во время таких бурь полностью отказывает радиосвязь. Кроме того, нередко сразу после вспышки из солнечной короны в космос выбрасываются облака плазмы — корональные выбросы массы — гигантские пузыри магнитной плазмы массой в несколько миллиардов тонн, которые вытягиваются из Солнца на большой скорости и могут всего за несколько дней достигнуть Земли, если ей не повезёт оказаться на их пути. Так настроение Солнца передаётся нашей планете: на Земле начинает бушевать магнитная буря и вспыхивает полярное сияние.
Сейчас мы находимся в фазе роста нового солнечного цикла (№ 25) и на Солнце появляется всё больше пятен. Чем их больше, тем больше солнечных бурь, вспышек и корональных выбросов массы.
Недавно компания SpaceX запустила в космос 49 спутников (кубсатов) в рамках интернет-проекта Илона Маска Starlink. Бо́льшая часть спутников так и не достигла заданной орбиты. В результате финансовый ущерб компании превысил 50 млн долларов.
Всему виной — солнечная буря. Поэтому чрезвычайно важно прогнозировать солнечную активность при планировании запусков и долгосрочных космических полётов, расчёте уровней радиации в процессе полёта самолёта и решении множества других задач, связанных с космической погодой.
Решение
Учёные Сколтеха, Грацского университета Карла и Франца и Обсерватории Канцельхоэ, Обсерватории Хвара и Мирового центра данных SILSO при Королевской обсерватории Бельгии разработали и представили новый метод прогнозирования силы 11-летнего цикла солнечной активности. Они показали, что максимальная скорость роста солнечных пятен в фазе роста цикла служит надёжным показателем его амплитуды. Они установили, что более точные прогнозы солнечной активности можно получить, используя данные о солнечных пятнах отдельно по каждому из полушарий Солнца, где наглядно видна асимметричность и расхождение по фазе в динамике солнечного магнитного поля между северным и южным полушариями.
Полученные результаты позволяют точно прогнозировать динамику солнечного цикла и заблаговременно готовиться к экстремальным явлениям космической погоды.
С ростом зависимости человека от технологий в XXI веке космическая непогода может не только серьёзно нарушать ход нашей повседневной жизни, но и наносить ущерб энергосетям, линиям связи и сети интернет, а значит, приводить к значительным экономическим потерям. Однако при наличии эффективных и точных методов прогнозирования космической погоды можно избежать серьёзных последствий воздействия Солнца на человека и технику.
