Почему на Солнце возникают пятна и надо ли их бояться
Статью можно послушать. Если вам так удобнее, включайте подкаст.
Что такое пятна на Солнце
Это участки на поверхности звезды, которые холоднее (всего‑то около 3 900 °С против 5 500 °С) остальной части светила. Они излучают значительно меньше света и на контрасте c другими зонами выглядят более тёмными. Поэтому такие места кажутся нам пятнами, хотя по сути это вихри горячего газа, которые появляются из‑за особенностей магнитного поля Солнца.
Пятна могут быть разной формы и размера, они состоят из тёмной середины и светлого края, которые называются «тень» и «полутень» соответственно. В среднем пятна на Солнце бывают величиной с Землю, но самые крупные образования во много раз превышают площадь нашей планеты, а самые маленькие трудно рассмотреть даже в телескоп. Эти участки непрерывно меняются, движутся, образуют целые группы и «живут» от нескольких часов до нескольких дней или даже месяцев, пока не распадутся.
Группа солнечных пятен, снятая оптическим телескопом спутника «Хинодэ». Фото: NASA / JAXA / Wikimedia Commons
Группы пятен на солнечной поверхности. Фото: Hans Bernhard (Schnobby) / Wikimedia Commons
Пятна на Солнце можно увидеть невооружённым глазом в тот момент, когда звезду скрывают облака. Однако лучше изучать светило через телескоп: специальный (гелиоскоп) или обычный. Во втором случае нужно купить особые фильтры или проецировать изображение из телескопа на лист белого картона. Смотреть на Солнце напрямую нельзя — это опасно для глаз.
Подсчётом солнечных пятен занимается Мировой центр данных долгосрочных наблюдений за Солнцем, который выпускает «Индекс солнечных пятен». Это один из департаментов Королевской обсерватории Бельгии.
Почему на Солнце появляются пятна
Это происходит естественным образом. Солнце состоит из плазмы, а не из твёрдого вещества, поэтому звезда вращается вокруг своей оси совсем не так, как Земля. Центральные (экваториальные) области светила движутся быстрее, чем полюса, — получается эффект, напоминающий водоворот.
Вместе с центральными областями убегают и создаваемые ими магнитные поля, а их линии растягиваются и скручиваются по всему светилу. Из‑за этого появляются участки с очень сильным притяжением: оно может быть выше земного в 2 500 раз. Огромная гравитация не даёт горячему веществу, находящемуся внутри звезды, подниматься на поверхность. Так и появляются «холодные» пятна. Когда центральные области Солнца обгоняют полюса на круг, их движение опять начинает совпадать. Тогда пятен становится меньше (их даже может не быть вовсе). Этот процесс бесконечно повторяется, поэтому количество солнечных пятен постоянно меняется.
Рост и снижение числа пятен происходят с определённой периодичностью. Это называется циклами солнечной активности. В среднем они длятся чуть больше 11 лет.
Отсчёт цикла ведётся с начала наблюдений в середине XVIII века — сейчас идёт 25‑й. В 2019 году солнечная активность упала до минимума и теперь будет расти до 2025 года. Исследователи считают, что нынешний цикл по интенсивности — ниже среднего.
Как солнечные пятна влияют на Землю и её жителей
Учёные не дают точный ответ, опасны ли пятна на Солнце сами по себе. Есть мнение, что земной климат может чутко реагировать даже на те небольшие изменения солнечной активности, которые случаются при образовании пятен. Особенно если подобное непрерывно происходит на сроке от 10 до 100 лет. Дескать, избыток или недостаток ультрафиолета способен серьёзно повлиять на атмосферу. Однако пока подтвердить существование такой связи со стопроцентной точностью не удалось.
Так, с 1645 по 1715 год астрономы почти не фиксировали пятен на поверхности Солнца. Этот период получил название «минимум Маундера» и совпал с сильным похолоданием по всей Земле. Однако на изменение климата также могли повлиять повышенная вулканическая активность и смещение наклона оси Земли.
Зато точно известно, что в местах скопления солнечных пятен происходят солнечные вспышки и корональные выбросы массы. Первые высвобождают огромное количество излучения, от радиации до видимого света; вторые «выстреливают» в космос миллиарды тонн солнечного вещества — плазмы (электрически заряженного газа).
Чем больше пятна на Солнце, тем сильнее вспышки и выбросы. И они‑то как раз могут представлять некоторую опасность.
Солнечная радиация во время вспышек способна превышать дозы, приемлемые для человека. Правда, атмосфера Земли хорошо защищает нас от такого воздействия, и в зоне риска только пассажиры и экипажи высоколетящих самолётов, а также космонавты в открытом космосе. Ещё вспышки могут приводить к длительным и масштабным сбоям в работе радиосвязи, но не более того.
Потоки солнечной плазмы опаснее. Достигнув Земли, они влияют на магнитное поле нашей планеты — происходят так называемые геомагнитные бури. Последние могут создавать помехи и выводить из строя космическую и наземную технику, особенно линии электропередач и трансформаторы. Например, в 1859 году из‑за геомагнитных бурь сгорели километры телеграфных линий в США, а сегодня подобное событие обошлось бы экономике Штатов в два триллиона долларов.
Кроме того, исследования показывают, что магнитные бури негативно влияют на здоровье людей с сердечно‑сосудистыми заболеваниями.
Губительных последствий солнечных вспышек и корональных выбросов можно избежать. Например, чтобы не допустить разрушения энергосистемы, нужно своевременно отключать электроприборы. А уберечь метеозависимых людей реально, если предупредить их об опасности.
Поэтому учёные следят за солнечными циклами и активностью и уже могут предсказывать космическую погоду на несколько дней вперёд. Однако пока самые точные прогнозы делаются за сутки и за пару часов до магнитной бури.