Все мы знаем, что Солнце играет большую роль в формировании погоды, которую мы видим и ощущаем каждый день. Менее известно, какую роль оно играет в погоде в космосе. Итак, что такое погода в космосе, как она влияет на нас на Земле и какое значение имеет Солнц
Что такое космическая погода и почему она имеет значение?
Определенные события, происходящие за пределами земной атмосферы, известны как космическая погода. Космическая погода может влиять на наши технологии и околоземное космическое пространство, поскольку:
- изменяет магнитное поле Земли
- усиливает электрические поля и токи в атмосфере и на земле
- увеличивает количество радиации, проникающей в верхние слои атмосферы
- изменяет плотность и стабильность верхней атмосферы.
Космическая погода может нарушить работу некоторых технологий, которыми мы пользуемся в повседневной жизни, включая GPS для навигации и радиосвязь. Она также может повредить спутники и сети передачи электроэнергии.
Как космическая погода влияет на Землю?
В редких случаях экстремальная космическая погода оказывала большое влияние. В 1859 году знаменитое событие Кэррингтона, описанное как "солнечный супершторм", привело к возникновению мощных электрических токов в телеграфных линиях. К счастью, в те дни наша зависимость от электронных систем была относительно невелика. Говорят, что возникшие авроры были настолько яркими, что люди на северо-востоке США могли читать газеты при их свете.
Совсем недавно, в 1989 году в канадской провинции Квебек из-за солнечной бури произошло девятичасовое отключение электричества. В 2003 году сильная геомагнитная буря привела к повреждению 14 крупных электрических трансформаторов в Южной Африке.
Другие явления космической погоды привели к изменению маршрута полярных рейсов, нарушению работы и повреждению спутников и даже к взрыву морских мин во время войны во Вьетнаме.
Влияние Солнца
Среда космической погоды представляет собой большое пространство космоса. Она начинается на границе атмосферы, где доминируют электрически заряженные частицы, радиация и геомагнитное поле Земли. Она простирается еще на 150 миллионов километров до Солнца и наполнена электромагнитным излучением и частицами, плазмой солнечного ветра и межпланетным магнитным полем.
Наибольшее влияние на космическую погоду оказывает Солнце.
Солнечные вспышки - это внезапные мощные извержения энергии на Солнце, которые посылают в космос электромагнитное излучение и излучение частиц. За ними могут следовать геомагнитные бури - временные магнитные возмущения области, находящейся под влиянием магнитного поля Земли, которые вызывают протекание электрических токов через Землю и ее атмосферу.
Солнечный ветер - это отток солнечного вещества из короны Солнца. Он дует в космос, неся с собой магнитные поля, возникшие на Солнце. Изменения в солнечном ветре могут вызвать изменения в магнитном поле Земли. Корональные выбросы массы (КВМ) происходят, когда из короны Солнца вырывается большое количество плазмы и магнитного поля. Они могут соединяться с магнитным полем Земли.
Солнечный цикл
Поверхность Солнца покрыта электрически заряженными газами, которые генерируют мощные магнитные поля. Газы постоянно движутся, что приводит в движение и магнитные поля. Все это движение и любое изменение внешнего вида или поведения Солнца называется солнечной активностью.
Солнце имеет цикл активности, который длится примерно 11 лет. Цикл начинается с небольшой активности и малого количества солнечных пятен - областей, которые кажутся темными, потому что они холоднее, чем окружающие участки поверхности Солнца. Это называется солнечным минимумом. По мере развития цикла количество солнечных пятен увеличивается, как и такие события, как солнечные вспышки и КВМ. Когда число солнечных пятен достигает своего пика, это называется солнечным максимумом. После этого активность постепенно снижается, возвращаясь к солнечному минимуму и концу цикла.
В сентябре 2020 года NASA объявило о начале нового солнечного цикла - 25-го солнечного цикла. Это означает, что сейчас мы находимся в солнечном минимуме, и в ближайшие годы можно ожидать повышения активности на Солнце.
По оценкам международной группы экспертов по прогнозированию 25-го солнечного цикла, пик активности солнечных пятен придется на 2025 год, и это может быть относительно спокойный цикл. Однако он все же может привести к заметным событиям.
Последний солнечный цикл тоже считался спокойным, но 23 июля 2012 года произошла вспышка КВМ, сопоставимая по силе с событием Каррингтон. К счастью, он прошел мимо Земли. Если бы он был направлен в нашу сторону, то мог бы вызвать широкомасштабные отключения электроэнергии.
Солнечный минимум - чего ожидать
Объявление о начале нового солнечного цикла означает, что мы находимся на стадии солнечного минимума. Что же это значит?
В период солнечного минимума солнечная активность не прекращается - она просто меняется. Например, в настоящее время космические лучи находятся на рекордно высоком уровне в космической среде. Это высокоэнергетические частицы, которые перемещаются в пространстве почти со скоростью света. Увеличение космических лучей может иметь последствия для освоения космоса, космического туризма и авиационной промышленности - особенно для полетов в полярных регионах, где существует повышенный риск облучения.
Снижение солнечной активности может помочь операторам космических аппаратов. Космическая погода может повлиять на орбиту космического объекта, заставляя его ускоряться, терять высоту и, наконец, входить в атмосферу. Если активность меньше, это означает меньшее количество коррекций орбиты.
Прогнозирование космической погоды
Последствия космической погоды могут быть серьезными. Метеорологи наблюдают и прогнозируют ее, чтобы предоставить информацию отраслям и предприятиям, которые могут пострадать. Это позволяет им принять меры предосторожности и подготовиться к снижению рисков.