Солнце каждую секунду теряет 1 000 000 тонн массы 0 78

Солнце непрерывно «худеет», выяснили ученые. Каждую секунду из верхних слоёв его атмосферы в космическое пространство утекает около 1 млн тонн плазмы. Этот не останавливающийся ни на мгновение поток астрономы поэтично назвали солнечным ветром.

Плазма в солнечной короне очень горячая. Её температура достигает 3 млн кельвинов, что примерно в 200–500 раз больше, чем на поверхности Солнца. Почему так происходит, учёные пока не знают. Однако именно высокая температура (а значит, и высокая энергия) позволяет плазме влиять на другие объекты в Солнечной системе, определяя космическую погоду.

Солнечный ветер совсем не безобиден. Вероятно, в далёком прошлом он «сдул» большую часть атмосферы Марса и превратил его в непригодное для жизни место. Избежать печальной судьбы соседа Земле помогает магнитное поле, которым планета обзавелась на раннем этапе своего существования — больше 4 млрд лет назад. Есть несколько версий, как это произошло, но наиболее убедительной считается теория динамо.

Магнитное поле, как надёжный щит, укрывает нас и от солнечного ветра, и от солнечных космических лучей. Не будь его, всё живое на планете погибло бы от радиации.

Магнитосфере Земли приходится выдерживать и более серьёзные удары. Время от времени Солнце единоразово выплёскивает колоссальные объёмы плазмы. Масса этих сгустков может достигать миллиардов тонн, а движутся они со скоростью, в два и более раза превышающей скорость солнечного ветра (поэтому называются быстрым солнечным ветром). И порой наша планета оказывается у них на пути.

Когда облако солнечной плазмы подлетает к Земле, оно деформирует фронтальную часть магнитосферы планеты, после чего заряженные частицы перетекают в хвостовую часть и вытягивают её.

В какой-то момент плазмы становится так много, что магнитное поле больше не может её удерживать. Силовые линии «рвутся» и пересоединяются. Часть плазмы улетает прочь от Земли, а остатки, получив импульс, на огромной скорости возвращаются к нашей планете.

Частицы по внешнему радиационному поясу затекают в полярные шапки и взаимодействуют с атомами и молекулами земной атмосферы. Так возникает одно из самых красивых природных явлений — полярное сияние. Кроме того, более тяжёлые частицы — протоны — попадают во внутренний радиационный пояс и на высоте от 1 500 до 3 500 км создают кольцевые токи. Происходящая в результате этого деформация магнитного поля Земли и называется магнитной бурей.

Одно из событий, при котором в межпланетное пространство попадают гигантские облака плазмы, называется корональным выбросом массы. Почему оно происходит, наука пока не может однозначно ответить. Многолетние наблюдения за нашей звездой помогли выяснить, что некоторые выбросы связаны с солнечными вспышками.

Как полагают учёные, в такие моменты происходит перезамыкание петель магнитного поля Солнца и плазму буквально выстреливает в космос, как камень из рогатки. При особо мощном выбросе энергии она разгоняется до нескольких тысяч километров в секунду, но обычно её скорость в несколько раз ниже — не более 800 км/с. До Земли газовое облако добирается всего за два-три дня.

Но выбросы плазмы не всегда сопровождаются вспышками. Например, протуберанцы могут отделяться от поверхности Солнца и отправляться в свободное плавание без каких-либо взрывных процессов. Их встреча с Землёй также возмущает силовое поле планеты.

Наконец, причиной магнитных бурь могут стать корональные дыры — так называют участки Солнца, в которых магнитное поле не замкнуто в петлю. В результате плазма перестаёт удерживаться у поверхности звезды и мощным потоком утекает прочь от неё. Если представить, что Солнце — это око Саурона, то тёмная корональная дыра — его зрачок. И когда в поле его «зрения» оказывается Земля, быть буре.

Регулярные наблюдения за Солнцем ведутся вот уже почти три столетия — с 1755 года. За это время учёные неплохо изучили светило и выявили закономерности в его поведении — так называемые солнечные циклы. Самый известный из них — 11-летний. Его также называют циклом Швабе — по фамилии немецкого астронома, который одним из первых обратил внимание на повторяемость некоторых процессов на Солнце.

А вот название «одиннадцатилетний» во многом условное. На самом деле длина цикла варьируется от 7,5 до 17 лет, но для простоты подсчётов учёные измеряют время отрезками в 11 лет. В 2019 году начался 25-й цикл солнечной активности.

Спрогнозировать магнитные бури специалистам помогает целая группа космических аппаратов. Одни измеряют различные параметры солнечного ветра (например, скорость, плотность, температуру и т.д.) и с интервалом от 1 до 5 минут посылают информацию на Землю. Другие направлены на Солнце и передают его изображения на разных длинах волн. Третьи определяют напряжённость магнитного поля на поверхности светила.

Научное оборудование есть и на Земле — возмущённость геомагнитного поля регистрируют специальными детекторами — магнитовариационными станциями или магнитометрами. Чтобы оценить, насколько текущая обстановка в месте, где стоит прибор, отклоняется от нормы, учёные используют K-индекс, а для оценки глобальной ситуации — Kp-индекс (планетарный K-индекс).

Измерительная шкала разбита на 10 частей, от 0 до 9. Нулю соответствует геомагнитный штиль, и далее по нарастающей: Kp=5 — это малая магнитная буря, а Kp=9 — экстремальная. В Национальном управлении океанических и атмосферных исследований США разработали другую шкалу — G-индекс. Магнитные бури в ней получили уровни от G1 (слабая буря, аналог Kp=5) до G5 (экстремальная буря, Kp=9).