Нещодавно багато українців змогли на власні очі побачити північне сяйво – явище виняткове для наших широт. І спричинили його потужні магнітні бурі, які виникають в атмосфері Землі після потужних спалахів на Сонці. На жаль, у найближчі роки ми ще не раз будемо спостерігати полярні над Україною. Адже наша зірка лише наближається до максимуму своєї активності.
Видання Business Insider опублікувало короткий реферат, заснований на розмові з Метью Оуенсом, професором космічної фізики в Університеті Редінга, який досліджує космічну погоду, пов’язану з сонячною активністю та сонячним максимумом.
Отож ми близькі до наступного сонячного максимуму, який, за прогнозами, розпочнеться у 2025 році.
Сонячний максимум являє собою пік сонячної активності, коли магнітне поле Сонця досягає найсильнішої, найбільш невпорядкованої та динамічної точки.
Ця підвищена сонячна активність може спричинити екстремальні явища космічної погоди, зокрема сонячні спалахи та виверження. Це також може порушити радіозв’язок, роботу електромереж та мати серйозні наслідки для здоров’я астронавтів.
Небезпека в першу чергу стосується великомасштабної інфраструктури. На індивідуальному рівні люди на Землі навряд чи безпосередньо побачать вплив сонячного максимуму.
Цей сонячний максимум, ймовірно, буде сильнішим за попередні
Сонячні цикли зазвичай тривають 11 років, а сонячний максимум припадає приблизно на середину кожного циклу.
Останній сонячний максимум стався між 2012 і 2014 роками і був особливо слабким – одним із найменших приблизно за 100 років. Отже, космічна погода була загалом лагіднішою, ніж зазвичай.
Проте цей майбутній сонячний максимум, здається, може повернутися до середніх значень. Це означає, що ми можемо побачити більший вплив на космічну погоду та відповідні можливі наслідки.
Що означає сонячний максимум для Землі
Сонячна активність відбувається в першу чергу через бурхливі рухи плазми всередині Сонця, яка створює і змінює магнітне поле Сонця.
Магнітне поле Сонця досягає піку сили під час сонячного максимуму, що спричиняє збільшення таких подій, як сонячні спалахи та викиди корональної маси.
Сонячні спалахи складаються з фотонів високої енергії, таких як рентгенівське випромінювання, які можуть збільшити іонізацію у верхній атмосфері Землі та порушити радіозв’язок.
CME, з іншого боку, є виверженнями сонячного магнітного поля та матеріалу, який живить геомагнітні бурі. Ці збурення магнітного поля Землі можуть пошкодити мережу розподілу електроенергії.
Під час сонячного максимуму ми також побачимо більше спалахів частинок дуже високої енергії, що рухаються до Землі. Імовірність виникнення цих спалахів під час сонячного максимуму приблизно в чотири рази вища, ніж під час сонячного мінімуму.
А оскільки частинки в цих спалахах є радіацією, вони становлять серйозну небезпеку для здоров’я астронавтів, пасажирів і екіпажів висотних літаків. Вони також можуть пошкодити космічне обладнання та призвести до втрати супутника.
Багато ефектів сонячного максимуму є ефемерними, що залишається однією з найбільших проблем у вивченні космічної погоди.
Наприклад, часто важко однозначно пов’язати проблему в електромережі з космічною погодою – навіть якщо сонячна активність справді спричинила цю проблему.
Єдиний конкретний ефект, який ми можемо з упевненістю передбачити, полягає в тому, що ви, ймовірно, частіше бачитимете полярні сяйва, або північне та південне сяйво, на різних широтах.
Під час сонячного максимуму більша кількість сонячних частинок, які взаємодіють із молекулами в земній атмосфері, спричиняє яскравіші прояви полярних сяйв, які можуть простягатися далі на північ чи південь, ніж зазвичай.
Вчені також виявили сигнали сонячного циклу, такі як зміни температури та рівня озону, у стратосфері Землі.
Хоча вчені враховують ці зміни від Сонця, розглядаючи довгострокові коливання клімату, вони не такі значні чи серйозні, як такі фактори, як вулкани, викиди вуглекислого газу та інша діяльність людини.
Наша залежність від технологій підвищує ставки
Наша спільна залежність від технологій і космосу зростає з кожним роком, тому космічна погода становить дедалі більший ризик.
Загроза, яку вона становить для електромережі, викликає найбільше занепокоєння, не в останню чергу через каскадні небезпеки, пов’язані з втратою електроенергії на тривалий період.
Однак все зводиться до ймовірності. Сильніший сонячний цикл означає більшу ймовірність екстремальних космічних погодних явищ.
Насправді екстремальна космічна погода може виникнути навіть у малих сонячних циклах. Під час невеликого сонячного максимуму 24-го циклу космічний корабель, що знаходився далеко від Землі, зіткнувся з одним із найенергетичніших CME, які досі не бачили.
CME такого масштабу, спрямований на Землю, міг спричинити серйозні збої в розподільчій мережі електроенергії або серйозні пошкодження обладнання супутників.