Насколько опасны солнечные бури?

Насколькоопаснысолнечныебури

Двадцать третьего мая тысяча девятьсот шестьдесят седьмого года ВВС США чуть не развязали войну. Это было в самый напряженный период холодной войны. В тот день внезапно перестала работать американская система предупреждения о ракетном нападении, предназначенная для обнаружения угроз, исходящих из Советского Союза. Радиолокационные станции на всех участках Северного полушария, казалось, были заблокированы. Должностные лица ВВС США подумали, что Советский Союз атаковал их радар, и начали готовиться к войне. Потом они поняли, что это были не Советы. Это была солнечная буря.

Что такое солнечные бури, насколько они опасны и что мы можем с ними поделать? Об этом мы и поговорим сегодня.

Прежде всего, что такое солнечная буря? Солнце настолько горячее, что в нем электроны не связаны с атомными ядрами, но могут свободно перемещаться. Физики называют это состояние «плазмой». Если электрические заряды движутся в плазме, это создает магнитные поля. Магнитные поля перемещают больше электрических зарядов, что увеличивает магнитные поля и так далее. Таким образом, Солнце может создавать огромные магнитные поля за счет ядерного синтеза.

Иногда эти магнитные поля образуют дуги над поверхностью Солнца, часто в области солнечных пятен. Эти дуги могут разорваться и взорваться, и тогда могут произойти две вещи: во-первых, внезапно испускается много радиации, это видимый свет, но также и ультрафиолетовый свет, вплоть до рентгеновского диапазона. Это называется солнечной вспышкой. Излучение обычно сопровождается быстродвижущимися частицами, называемыми солнечными частицами. Во-вторых, в некоторых случаях вспышка сопровождается ударной волной, которая выбрасывает часть плазмы в космос. Это называется «выброс корональной массы», и это могут быть миллиарды тонн горячей плазмы. Солнечная вспышка вместе с выбросом корональной массы называется «солнечной бурей».

Солнечная буря может длиться от нескольких минут до часов и может высвободить больше энергии, чем вся энергия, которую мы потратили за всю историю человечества. Активность Солнца имеет 11 -летний цикл, и самые сильные солнечные бури часто случаются в годы после солнечный максимум. В настоящее время мы только начинаем новый цикл, и следующий максимум солнечной активности будет около двадцати пяти. После этого наступят статистически самые опасные годы солнечного цикла.

Ну, вообще-то. Солнечный цикл действительно составляет 22 лет, потому что после 10 лет магнитное поле переворачивается, и цикл не завершается, пока он не перевернется назад. Просто для того, что касается солнечной активности, 11 год является подходящим циклом.

Как эти солнечные бури влияют на нас? Космос велик, и большинство этих солнечных бурь не идут в нашу сторону. Если они это сделают, солнечная вспышка движется со скоростью света и достигает нас примерно за восемь минут. Связанное с этим облучение представляет опасность для здоровья космонавтов и пилотов и может повлиять на спутники на орбите. Например, во время солнечной бури в 2003 японский метеорологический спутник Мадори 2 был необратимо поврежден, и многие другие спутники автоматически отключились, потому что их навигационные системы вышли из строя. за работой. Эта солнечная буря стала известна как 2003 Хэллоуинская буря, потому что она произошла в октябре.

Здесь, внизу. Земля мы в основном защищены от вспышки. Но не так с выбросом корональной массы. Он появляется после вспышки с задержкой от двенадцати часов до трех суток, в зависимости от начальной скорости, и несет собственное магнитное поле. Когда он достигает Земли, это магнитное поле соединяется с магнитным полем Земли. Одним из следствий этого является то, что полярное сияние становится сильнее, его можно увидеть ближе к экватору и даже может изменить цвет, чтобы стать красным. Во время шторма Хэллоуина его можно было увидеть на юге до Средиземного моря, а также в Техасе и Флориде.

Северное сияние красивое и в основном безвредное, но магнитное поле создает большую проблему. Поскольку он так быстро меняется, он индуцирует электрические токи. Кора Земли не очень проводящая, но наши электрические сети по своей конструкции очень проводящие. Это означает, что магнитное поле солнечной бури перемещается вокруг множества токов в электрической сети, что может повредить электростанции и трансформаторы, а также вызвать перебои в подаче электроэнергии.

Насколько велики могут быть солнечные бури? Сила солнечных бурь измеряется выделением энергии во время солнечной вспышки. Самые маленькие из них называются A-классом и находятся на уровне фона, за ними следуют B, C, M и X-классы. Это логарифмическая шкала, поэтому каждая буква представляет собой 10 – кратное увеличение выработки энергии. После X больше нет букв, вместо этого добавляются числа после X, X 10, например, другой 11 кратное увеличение после X.

Какая самая большая солнечная буря на записи? Это могло быть от 2 сентября 1859. Солнечная вспышка в тот день случайно наблюдалась английским астрономом Ричардом Кэррингтоном, поэтому сегодня она известна как «событие Кэррингтона».

Выброс корональной массы после вспышки пролетел прямо в направлении Земли. В то время было не так много электросетей, которые могли бы быть повреждены, потому что электрическое освещение не станет обычным явлением в городах в ближайшие два десятилетия или около того. Но у них была телеграфная система.

Телеграфист из Филадельфии получил сильный удар током, когда проверял свое оборудование, и большинство устройств перестали работать, потому что они не выдерживали тока. Но некоторые телеграфисты выяснили, что они могут продолжать использовать свое устройство, если отключат его от сети, используя только ток, вызванный солнечной бурей. Во время соревнований в Кэррингтоне между Портлендом и Бостоном произошел следующий обмен мнениями:

    «Пожалуйста, полностью отключите батарею от линии на пятнадцать минут».

    «Сделаю так. Теперь он отключен.»

    «Шахта отключена, и мы работаем с авроральным током. Как вы получаете мое письмо?»

    «Лучше, чем с включенными батареями. – Ток приходит и уходит постепенно».

    «Мой ток временами очень сильный, и мы можем работать лучше без батарей, так как Аврора, кажется, нейтрализует и увеличивает наши батареи поочередно, делая ток слишком сильным на раз для наших магнитов реле. Предположим, мы работаем без батарей, пока нас затронула эта проблема. “

Насколько сильным было событие Кэррингтона? На самом деле мы не знаем. В то время две измерительные станции в Англии отслеживали магнитное поле Земли. Но эти устройства работали, толкая чернильную ручку по бумаге, и в разгар шторма перо просто сбегало со страницы. По оценкам Карен Харви, общая энергия достигала 10 ³² эрг, что примерно соответствует категория X 45. Вы можете прочитать больше о событии в Кэррингтоне в книге Стюарта Кларка «Короли Солнца».

В двадцать тринадцать лет страховой рынок Lloyd’s оценил, что, если сегодня случится солнечный шторм, подобный случаю Кэррингтона, он нанесет ущерб электросети между нулем и двумя целыми шестью десятыми. триллион долларов США – только для США. Это примерно в двадцать раз больше, чем ущерб от урагана «Катрина». Перебои в подаче электроэнергии могут длиться от пары недель до двух лет, потому что необходимо будет заменить очень много трансформаторов.

Самой мощной вспышкой, измеренной современными методами, была 2003 Halloween Storm. И снова он был настолько мощным, что перегружал детекторы. Датчики отключены в точке X 17. Позже было подсчитано, что это было X 35 +/- пять, что несколько ниже события Кэррингтона.

Насколько сильными могут быть солнечные бури? Магнитное поле нашей планеты защищает нас от частиц, которые постоянно исходят от Солнца, так называемого солнечного ветра. Это также предотвращает разрушение атмосферы нашей планеты солнечными частицами. У Марса, например, когда-то была атмосфера, но поскольку у Марса слабое магнитное поле, его атмосфера была стерта солнечным ветром. Солнечная буря, которая подавляет нашу защиту от нашего магнитного поля, может подвергнуть нас воздействию плазмы, падающей вниз, а в худшем случае может разделить часть или всю нашу атмосферу. Могут ли случиться такие сильные солнечные бури?

Что ж, я надеюсь, вы сидите, потому что, насколько я могу судить, ответ не является очевидным «нет». Чем больше энергии у солнечной бури, тем меньше она вероятна. Но иногда астрофизики наблюдают звезды, очень похожие на наше Солнце, у которых солнечная вспышка настолько велика, что может поставить под угрозу жизнь в обитаемой зоне. В настоящее время они не знают, возможно ли такое событие для нашего Солнца и насколько оно вероятно.

Я не знал этого, когда начал работать над этим видео. Извините за плохие новости.

Что мы можем с этим поделать? Спутники на орбите можно до некоторой степени экранировать. Самолеты могут быть перенаправлены на более низкие широты или высоты, чтобы ограничить радиационное облучение пилотов и пассажиров. Мы можем отключить часть электрической сети, чтобы токи не двигались слишком легко. Но кроме этого, лучшее, что мы можем сделать, – это подготовиться к тому, что будет, может быть, запастись туалетной бумагой. Насколько хорошо эти приготовления работают, в решающей степени зависит от того, насколько далеко впереди мы знаем, что солнечная буря движется в нашем направлении. Вот почему ученые в настоящее время работают над прогнозами солнечной погоды, которые могут дать нам предупреждение еще до вспышки.

А про те мега-бури. В настоящее время у нас нет технологий, чтобы что-то с ними сделать. Поэтому я думаю, что лучшее, что мы можем сделать, – это инвестировать в научные исследования и разработки, чтобы однажды мы смогли защитить себя.

Спасибо за просмотр, не забудьте подписаться, увидимся на следующей неделе.

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

one × five =