Почему на Солнце возникают пятна и надо ли их бояться
Что такое пятна на Солнце
Это участкиSunspots/Solar Cycle / NOAA Space Weather Prediction Center на поверхности звезды, которые холоднееD. R. Williams. Sun Fact Sheet / NASA (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 появляютсяSunspot / Britannica из‑за особенностей магнитного поля Солнца.
Пятна могут быть разной формы и размера, они состоятThe Sun and Sunspots / NOAA National Weather Service из тёмной середины и светлого края, которые называются «тень» и «полутень» соответственно. В среднем пятна на Солнце бываютThe Sun and Sunspots / NOAA National Weather Service величиной с Землю, но самые крупные образования во много раз превышаютSunspots/Solar Cycle / NOAA Space Weather Prediction Center 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 увидетьSunspot / Britannica 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 занимаетсяSunspots/Solar Cycle / NOAA Space Weather Prediction Center 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 состоитSunspot / Britannica из плазмы, а не из твёрдого вещества, поэтому звезда вращается вокруг своей оси совсем не так, как Земля. Центральные (экваториальные) области светила движутсяWhat are solar flares? / The European Space Agency 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 появляютсяThe Sun and Sunspots / NOAA National Weather Service 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 меняетсяSunspots/Solar Cycle / NOAA Space Weather Prediction Center.
Рост и снижение числа пятен происходят с определённой периодичностью. Это называется циклами солнечной активности. В среднем они длятсяD. R. Williams. Sun Fact Sheet / NASA чуть больше 11 лет.
Отсчёт цикла ведётся с начала наблюдений в середине XVIII века — сейчас идётSolar Cycle 25 Is Here. NASA, NOAA Scientists Explain What That Means / NASA 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, опасныThe Sun and Sunspots / NOAA National Weather Service 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 происходятSunspots/Solar Cycle / NOAA Space Weather Prediction Center солнечные вспышки и корональные выбросы массы. Первые высвобождаютWhat are solar flares? / The European Space Agency огромное количество излучения, от радиации до видимого света; вторые «выстреливают»The Day the Sun Brought Darkness / NASA 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 защищаетSolar Cycle 25 Is Here. NASA, NOAA Scientists Explain What That Means / NASA 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 — происходятА. Д. Шевнин. Магнитные бури / Большая российская энциклопедия так называемые геомагнитные бури. Последние могут создаватьGeomagnetic Storms / NOAA Space Weather Prediction Center помехи и выводить из строя космическую и наземную технику, особенно линии электропередач и трансформаторы. Например, в 1859 году из‑за геомагнитных бурь сгорелиA Super Solar Flare / NASA Science километры телеграфных линий в США, а сегодня подобное событие обошлосьSevere Space Weather Events. Understanding Societal and Economic Impacts: A Workshop Report / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine бы экономике Штатов в два триллиона долларов.
Кроме того, исследования показывают1. S. Ghione , L. Mezzasalma, C. Del Seppia et al. Do geomagnetic disturbances of solar origin affect arterial blood pressure? / Journal of Human Hypertension
2. A. Alabdulgader, R. McCraty, M. Atkinson et al. Long‑Term Study of Heart Rate Variability Responses to Changes in the Solar and Geomagnetic Environment / Scientific Reports
3. V. L. Feigin, P. G. Parmar, S. Barker‑Collo et al. Geomagnetic Storms Can Trigger Stroke / Stroke
4. D. Kiznys, J. Venclovienė. P II – 1–3 Geomagnetic storm, strong solar wind and stream interaction region affect for cardiovascular system / Occupational and Environmental Medicine, 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, нужноNational Space Weather Strategy and Action Plan Released / US Space Weather Prediction Center своевременно отключать электроприборы. А уберечь метеозависимых людей реально, если предупредить их об опасности.
Поэтому учёные следятSolar Cycle 25 Is Here. NASA, NOAA Scientists Explain What That Means / NASA за солнечными циклами и активностью и уже могут предсказывать космическую погоду на несколько дней вперёд. Однако пока самые точные прогнозы делаютсяВ. Н. Обридко. О так называемых «геомагнитных прогнозах неблагоприятных дней» / В защиту науки № 2 за сутки и за пару часов до магнитной бури.
