Новости Иркутска

Астрофизики постоянно ведут наблюдения за центром нашей солнечной системы — звездой по имени Солнце. И хотя сегодня известно, что светило — рядовая звезда, каких миллиарды, от него целиком и полностью зависит жизнь на нашей планете. А потому так важно знать, в какой фазе солнечной активности находится звезда и какой прогноз дают иркутские ученые на будущее. Сегодня мы беседуем о погоде на Солнце с иркутским астрофизиком, заведующим лабораторией солнечной активности Института солнечной и земной физики СО РАН, доктором физико-математических наук Александром Мордвиновым.

Темные области 

Есть специальный сайт, который так и называется http//spaceweather.com. Здесь можно найти самые свежие данные о погоде на звезде. Александр Мордвинов ежедневно ведет наблюдения за солнечным диском.
— На этом снимке Солнце снято в белом свете — именно в том излучении, в котором видит наш глаз. Нижний слой солнечной атмосферы — фотосфера, снят в белом свете. Сегодня, 29 июля, Солнце совсем «пустое», пятен на нем нет — индекс его активности равен нулю. Но если немного увеличить изображение, то мы увидим, что солнечный диск имеет зернистую структуру — это конвекция, движение кипящей плазмы. Очень хорошо видно, что поверхность Солнца как бы бурлит. Не так давно, в середине июля, на звезде было мощное событие: мы могли наблюдать и вспышки, и корональные выбросы — потоки заряженных частиц, с огромной скоростью вырывающиеся из солнечной короны.

Хотя Солнце подходит к завершению очередного 11-летнего цикла своей активности, время от времени можно наблюдать довольно мощные вспышки. Над фотосферой находится более высокий слой атмосферы Солнца — хромосфера, здесь мы видим хромосферные волокна. Наш телескоп в Листвянке позволяет видеть хромосферу Солнца. Еще более высокие слои — это уже солнечная корона. В этом диапазоне активные области видны как яркие пятна: вот одна зашла за лимб (видимый край солнечного диска) на западе, а с востока выходит уже другая зона активных пятен.

Большие бесформенные черные пятна на солнечном диске — это корональные дыры. Именно в этих темных областях существуют открытые магнитные поля — отсюда тоже вырываются высокоскоростные потоки солнечного ветра.

Солнечный ветер — это потоки заряженных частиц, которые вылетают с поверхности звезды со скоростью 400—600 км в секунду. Даже сейчас, когда на Солнце нет пятен и его активность равна нулю, потоки высокоскоростных частиц летят к Земле. Некоторые из них, преодолевая огромные космические просторы, достигают нашей планеты и вторгаются в магнитосферу Земли. Они могут вызывать помехи в радиоэфире, нарушения в системах связи и навигации (типа GPS и ГЛОНАСС). Высокочувствительная и высокотехнологичная аппаратура на космических станциях также может выходить из строя.

Смелость Галилея

Более четырех столетий назад католическая церковь основное светило нашей Вселенной — Солнце — отождествляла с безгрешностью Христа, поэтому на звезде по определению не могло быть никаких пятен. Открытия Галилео Галилея перевернули все с ног на голову: ученый увидел в свой телескоп не одно, не два, а целые группы пятен на солнечном диске! Католические священники были страшно возмущены и потребовали срочно забыть об этом открытии, вернув Солнцу его первозданную чистоту. Но вскоре Галилей увидел четыре самых ярких спутника у Юпитера… Телескоп, хотя и несовершенный, позволял отважному астроному делать одно открытие за другим, не взирая на существовавшие в то время представления. Так появилась наука астрономия.

— Сегодня мы знаем, что Солнце — это не плоский диск, прибитый к небу гвоздями, а огромный газовый шар, источником энергии которого являются термоядерные реакции, — говорит Александр Вениаминович. — Эти реакции постоянно идут в звездном ядре, раскаляя его до 15 млн градусов! Физики давно пытаются создать подобное Солнцу плазменное образование, в котором можно было бы управлять ядерной реакцией. Но в земных условиях трудно удерживать плазму в стабильном состоянии. Ученым не нужен ядерный взрыв — необходима управляемая ядерная реакция, которая стала бы источником колоссальной энергии.
На Солнце раскаленная до миллионов градусов плазма удерживается достаточно мощными гравитационными полями. В земных условиях ничего подобного пока создать не удалось. Но если удастся, то человечество будет иметь новый источник энергии.

Геомагнитные бури 

Ученые-астрофизики — люди, увлеченные Солнцем. Сейчас, когда очередной цикл солнечной активности движется к концу, на нем по нескольку дней не бывает пятен.

— Когда Солнце «пустое», нам даже скучно, — признается Александр Вениаминович. — А для обычных людей высокий уровень солнечной активности создает дополнительные проблемы. Солнечный ветер, врываясь в геомагнитное поле Земли, вызывает в нем геомагнитные бури, оказывающие влияние на организм человека.

И хотя Александр Мордвинов не склонен во всех бедах землян винить солнечную активность, все же считает, что выводы коллег-ученых подтверждают влияние Солнца на нашу жизнь. Появилась целая наука — астробиология, изучающая влияние звезды на все живое.

В Институте космических исследований Российской академии наук ученые Бреус и Баевский исследовали влияние магнитной активности на сердечно-сосудистую систему организма человека. Ученые-медики изучали космонавтов, поскольку они «абсолютно здоровые» люди. Но выполнение ими своих профессиональных обязанностей связано с непрерывным стрессом — их работа сложна и опасна. Медики анализировали архивные данные телеметрических медицинских измерений на 32-м витке транспортного корабля «Союз» во время спокойных и возмущенных условий.

Обследовали 49 космонавтов — участников экспедиций 1986—1995 годов. Оказалось, что у космонавтов, совершавших полет в дни геомагнитных бурь, наблюдалась повышенная активность регуляторных систем с нарушением баланса управления. Частота сердечных сокращений снижалась на 30%. Если посадка на Землю совершалась в дни магнитных бурь, то адаптация к земным условиям была заторможена по сравнению с ситуацией геомагнитно-спокойных дней.

О птицах и системах связи 

Мы уже знаем, что в периоды высокой солнечной активности, когда на Земле бушуют геомагнитные бури, в системах навигации GPS и ГЛОНАСС часто наблюдаются сбои. Оказалось, что птицы также ориентируются по геомагнитному полю нашей планеты. И для них такие «помехи в эфире» тоже существенны. Орнитологи выяснили, что действующим физическим фактором, нарушающим работу навигационной системы птиц, являются электромагнитные сверхнизкочастотные поля. Было замечено, например, что птицы сразу теряют ориентацию, если оказываются неподалеку от работающей антенны системы связи с атомными подводными лодками.

В Крыму, в Таврическом национальном университете, была проведена серия опытов с голубями. Ученые выяснили, что при возрастании уровня геомагнитной активности в нервной системе птиц появляются нарушения. В частности, в период геомагнитных бурь параметры выработанного у голубей условного рефлекса действительно ухудшаются.

— Мы знаем, что геомагнитное поле Земли надежно защищает нас от вторжения высокоскоростных космических частиц, — объясняет Александр Вениаминович. — Лишь вблизи полюсов есть области, где эти частицы беспрепятственно проникают в атмосферу и вызывают очень красивое явление — полярное сияние. Вот недавние снимки «Авроры» (так полярное сияние звучит по-английски) в Канаде и Новой Зеландии.

Влияние солнечной активности на нашу жизнь пока до конца не изучено. Например, сотрудники Таврического университета доказывают, что это влияние может быть и положительным. Например, специальные исследования показали, что если магнитная буря предшествовала сеансу облучения мышей на 4—5 суток, то их выживаемость возрастала. А вот иммунитет собак в период возрастания солнечной активности, наоборот, снижался.

Сейчас наблюдается фаза спада активности: пятна на Солнце появляются все реже и реже. В ближайшие два года (2017 и 2018) этот показатель и вовсе будет стремиться к нулю. Каждый из нас на время может стать естествоиспытателем и проверить на себе, какими будут эти годы.

Фото автора и с сайта spaceweather.com