Спецпроекты

Ученые бьются над природой солнечных вспышек и их воздействием на жизнь на Земле

Интеграция Инфраструктура
Солнце, активность которого изменяется с периодом 11 лет, в настоящее время буйствует. Исследовательская группа из Стэндфордского университета пытается понять причины столь необычного поведения светила. Магнитные бури, вызываемые солнечной активностью могут погружать в хаос линии электропередач и системы связи на Земле.

Прежде Солнце рассматривалось учеными как сравнительно простой объект, однако выполненное в Стэнфорде исследование показало, что если углубиться в недра Солнца, картина представится намного более сложной.

"Такое впечатление, что внутри Солнца работает исполинская динамо-машина", - говорит профессор Филипп Шерер (Philipp Sherer), ведущий специалист проекта. - "Вращение происходит на различных уровнях, намагниченная плазма подминает саму себя, а вращение осуществляется с разной скоростью на различных широтах".

Группа исследовала две больших активных области, пытаясь понять, как они образуются и как развиваются.

Сами активные области представляют собой районы мощных магнитных полей. Существуют они примерно пару месяцев, после чего происходит мощнейший взрыв. Такие солнечные вспышки могут превышать по размерам североамериканский континент, при этом образуется облако электрически заряженной и намагниченной плазмы, которое называется коронарным выбросом. "Это гигантские массы вещества, выбрасываемые из Солнца", - поясняет г-н Шерер. При этом магнитосфера Земли подвергается бомбардировке потоками заряженных частиц, движущихся со скоростями до миллиона миль в час. "Когда они достигают орбиты Земли, то представляют собой облако ионизированного газа длиной сотни тысяч миль", - говорит исследователь.

Некоторые из частиц попадают в ловушку магнитного поля Земли, благодаря им мы и видим полярные сияния. Помимо инициирования полярных сияний, они могут повреждать космические аппараты и опасны для космонавтов.

Атмосфера Земли обеспечивает защиту от космической радиации, однако магнитные бури воздействуют на распространение радиоволн в атмосфере и нарушают работу линий радиосвязи. Отмечались случаи, когда полиция Майами получала радиосообщение бразильской полиции.

Магнитные бури также наводят мощные токи в магистральных нефте- и газопроводах, что резко ускоряет коррозийные процессы. Они выводят из строя линии электропитания, создавая перегрузки.

Группа из Стэнфорда пытается установить механизм возникновения вспышек на Солнце, чтобы разработать механизм их раннего предупреждения. Ее усилия сосредоточены на определении характеристик магнитных полей двух активных регионов, получивших обозначения AR9393 и AR9114, с помощью аппарата Майкельсона-Допплера (Michelson Doppler Imager, MDI). Это позволит исследовать процессы, протекающие под видимой поверхностью Солнца (фотосферой). Прибор установлен на борту солнечной и гелиосферной космической обсерватории запущенной совместно NASA и Европейским космическим агентством в 1995 году, и позволяет исследовать процессы, протекающие под видимой поверхностью Солнца, и получать ультразвуковые изображения внутренних областей Солнца с помощью измерения скоростей звуковых волн, создаваемых раскаленными конвертирующими газами на его поверхности. Эта методика получила название "гелиосейсмология".

Теория предсказывает, что магнитные структуры коренятся на дне конвекционной сферы Солнца, на глубине более 100.000 миль, MDI позволяет заглянуть только на 62.000 миль вглубь, однако позволяет получить ясное изображение процессов, происходящих в недрах светила.

Область AR9393 размером около 150.000 миль в диаметре, что соответствует примерно 18 земным диаметрам и является крупнейшим активным образованием на Солнце за весь текущий 11-летний цикл.

Стэндфордской исследовательской группе удалось установить, что активные регионы состоят не из единичной трубчатой магнитной структуры, как полагали ранее. Выяснилось, что она включает в себя множество магнитных элементов, взаимодействующих друг с другом. Ряд магнитных элементов заменяется другими по мере их появления, что ведет к увеличению размеров всей активной области. Анализ данных по области AR9114 поможет установить причину вращения этого образования (его скорость составляет более 200 градусов против часовой оси менее чем за трое суток). Выяснилось, что солнечное пятно состоит из перекручивающихся магнитных полей в мощном плазменном вихре, видимая и внутренняя области которого вращаются в противоположных направлениях.

На следующей стадии исследования предполагается установить причину внезапных выбросов вещества на поверхности, а также механизм магнитной "подзарядки" активных областей.



Тема месяца

Что делать ИТ-директору во время пандемии

Перед ИТ-руководителями встают задачи, связанные с обеспечением удаленной работы сотрудников.

Технология месяца

На рынке сейчас «взрыв» данных. Мы стараемся учесть все, что влияет на медиа

Василий Кузьмин

директор по работе с большими данными Mediascope

Mediascope