Большая новость о Солнце заключается в том, что больших новостей нет. Как любят говорить астрономы, нам повезло жить рядом с «скучной звездой».
Но жители (если таковые имеются) планет, вращающихся вокруг соседней звезды Проксима Центавра, всего 4,2 световых года прочь, повезло меньше. В апреле астрономы объявили, что в 2019 году на ее поверхности произошла мощная вспышка. В течение семи секунд, пока группа телескопов на Земле и в космосе наблюдала, маленькая звезда увеличила свой выход ультрафиолетового излучения в 14000 раз в одном из космосов. самые сильные такие вспышки, которые когда-либо видели в нашей галактике.
Это была более чем серьезная территория для солнечных ожогов. «Человеческое существо на этой планете плохо себя чувствует», — сказала Мередит МакГрегор, профессор астрономии из Университета Колорадо, возглавлявшая всемирные наблюдательные работы.
Космическая погода в таком масштабе может стерилизовать потенциально пригодные для жизни планеты. и может предвещать плохие новости для поиска жизни за пределами этой солнечной системы. Даже мягкая космическая погода может нанести ущерб существам, которые уже развились и обосновались; солнечные пятна и солнечные бури, которые увеличиваются и уменьшаются в течение 11-летнего цикла, распыляют энергию, которая может подвергнуть опасности космические корабли, астронавтов и системы связи.
Новый цикл Бури начнутся в любой день, и астрофизики разделились во мнениях, насколько они будут активными или опасными. Солнце может собираться установить рекорды по количеству солнечных пятен и сильным штормам, или оно может скатиться к закату, как минимум Маундера, с 1645 по 1715 год, когда почти не появлялись солнечные пятна — период, который в Европе стал известен как Маленький лед. Возраст.
Содержание статьи
Выплаты по космической ипотеке
«Мы живем в атмосфере звезды», как сказал Скотт Макинтош, физик-соляр. в Национальном центре атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, часто говорит. «Как цивилизация, мы воспринимаем нашу звезду как должное».
Здесь, в 93 миллионах миль от ближайшей звезды — той, которую мы называем нашим Солнцем, — мы существуем и в основном процветаем на грани почти непостижимой жестокости и сложности.
Солнце — звезда среднего размера, шар из раскаленного ионизированного газа диаметром в миллион миль. Его большая внутренняя часть вращается быстрее, чем снаружи, а внешние слои вращаются быстрее на экваторе, чем на полюсах. В результате возникает скопление магнитных полей, которые проявляются в виде солнечных пятен и хуже, когда они вырываются на поверхность.
Каждую секунду термоядерные реакции в В центре Солнца 600 миллионов тонн водорода превратятся в 596 миллионов тонн гелия. Недостающие четыре миллиона тонн, превращенные в чистую энергию, составляют ипотечный платеж за всю жизнь на Земле и, возможно, в других частях Солнечной системы. Когда энергия исходит от Солнца, она поднимается через последовательно более холодные и менее плотные слои газа и, наконец, 100 000 лет спустя, из фотосферы или поверхности, где температура составляет всего 5700 кельвинов, или 9800 градусов по Фаренгейту.
Солнце удивительно последовательно производит выплаты по ипотеке. Несколько лет назад эксперимент в Италии подтвердил, что наша звезда, похоже, не изменила свою выработку энергии по крайней мере за последние 100000 лет, то есть время, необходимое этой энергии для миграции из ядра Солнца. Исследователи смогли вычислить сколько энергии производит Солнце в реальном времени, путем измерения субатомных частиц, называемых нейтрино, которые производятся ядерными реакциями внутри Солнца, улетают за секунды и достигают Земли всего за восемь минут. Они обнаружили, что эта энергия соответствует выработке, которая была произведена 100000 лет назад, и ее можно обнаружить только сейчас.
Действие не останавливается на поверхности Солнца. Эта дружелюбная желтая фотосфера кипит, как овсянка, и усыпана темными магнитными бурями (печально известными солнечными пятнами), которые потрескивают, кружатся и взбивают пространство потоками электрических частиц и излучения. Корона, состоящая из тонких сверхгорячих стримеров наэлектризованного газа и видимая только во время солнечных затмений, простирается на миллионы миль от светящейся поверхности.
Иногда что-то идет не так, хотя пока что по масштабу намного ниже вспышек видно на Проксиме Центавра. Когда магнитные поля, создаваемые всем этим закрученным, наэлектризованным газом, выходят на поверхность Солнца, они скручиваются и запутываются. В конце концов они ломаются и снова соединяются в петли, высвобождая огромное количество радиации и заряженных частиц — взрывная солнечная вспышка, которая может быть более мощной, чем миллионы водородных бомб.
Иногда эти вспышки разносят целые куски внешних слоев Солнца. космос, в событиях, называемых выбросами корональной массы. Мать всех известных до сих пор солнечных бурь произошла 1 сентября 1859 года, когда солнечная капля врезалась в Землю. Искры летели от телеграфных систем в Европе и Северной Америке, вызывая пожары. Полярные сияния той ночью простирались на юг, до Гавайев и Кубы, и были настолько яркими, что люди могли читать свои газеты при их свете.
В 2012 году еще один корональный выброс массы едва миновал Землю. Более раннее исследование Национальной академии наук пришло к выводу, что прямое попадание такого шторма может нанести ущерб примерно на 2 триллиона долларов, отключив энергосистему и сделав спутники, по крайней мере, временно слепыми. Забудьте о попытках использовать Интернет или местный банкомат; В докладе отмечается, что многие люди не смогли бы даже смыть воду в туалетах без электричества для работы водяных насосов. «Я думаю, что наша цивилизация облажалась», — сказал доктор Макинтош.
Облачно, возможны солнечные пятна
Такие штормы более вероятны во время высших точек таинственного 11-летнего цикла солнечной активности Солнца.
В последнее время циклы солнечных пятен были становится слабее. Во время последнего цикла на Солнце в 2014 году, году максимальной активности, наблюдалось 101 пятно; это было значительно ниже исторического среднего значения от 160 до 240.
В прошлом году комитет ученых из НАСА и Национального управления океанических и атмосферных исследований прогнозировал, что наступающий цикл будет аналогичным анемическим с пиком в 2025 году. около 115 солнечных пятен.
Но доктор Макинтош и его коллеги сделали радикально другой прогноз — более 200 солнечных пятен на пике. Они говорят, что 11-летний цикл солнечных пятен, основанный на анализе 140-летних солнечных измерений, опровергает более фундаментальный 22-летний цикл Хейла, названный в честь его первооткрывателя Джорджа Эллери Хейла. В течение этого периода магнитное поле Солнца меняет полярность, а затем переключается обратно.
Каждый цикл заканчивается или начинается, когда две полосы магнетизма, мигрирующие с противоположных высоких широт Солнца, встречаются на экваторе и аннигилируют друг друга. . В среднем каждая фаза цикла занимает 11 лет, но может варьироваться.
Dr. Макинтош и его команда обнаружили, что чем дольше продолжается цикл, тем слабее будет следующий цикл, и наоборот. Текущий цикл, 24-й с момента начала ведения учета, показывает все признаки того, что он закончится через чуть более 10 лет — короче среднего, что означает, что следующий цикл должен быть сильным.
«Цикл 25 солнечных пятен может иметь величину, которая может соперничать с несколькими лучшими с момента начала регистрации», — сказал доктор Макинтош в конце апреля. В четверг он и его команда все еще ждали начала «зажигания». «Это очень, очень близко», — написал он в электронном письме. «Мы очень внимательно наблюдаем»
Слон и звезды
На кону, помимо здоровья нашей планетарной инфраструктуры , это гордость, которую испытывают астрономы, чувствуя, что они понимают сложные и жестокие процессы, происходящие за относительно спокойным лицом Солнца.
«Я думаю, проблема с Солнцем в том, что мы слишком близко к нему, и поэтому данных о Солнце слишком много », — сказал доктор Макинтош. Он назвал это разрушителем моделей: «Ваши модели рано или поздно рухнут. Это одна из причин, почему так сложно прогнозировать погоду, верно? Потому что наши наблюдения настолько подробны, но вы знаете, что трудно сделать их абсолютно точными ».
Тони Филлипс, астроном, управляющий сайтом Spaceweather.com, согласился в электронном письме. «По моему опыту, когда люди действительно что-то понимают, они могут просто объяснить это», — сказал он. «Меня поражает то, что почти никто из специалистов по предсказанию солнечного цикла не может объяснить свою любимую модель динамо так, чтобы непрофессионалы могли ее« понять »».
Ситуация напомнила ему пресловутого слепца. мужчин, которые пытаются создать Теорию слонов, причем один из них сосредоточен исключительно на ощупывании хобота животного.
«Скотт и Боб стоят в стороне и кричат:« Эй, вы, ребята, игнорируете большую часть слон », — сказал он. «Другими словами, в солнечном цикле есть нечто большее, чем обычно предполагают традиционные модели. Итак, по словам Скотта, они обречены ошибиться в общей картине ».
Джей Пасачофф, астроном из Уильямс-колледжа, который провел его жизнь, наблюдающая за короной во время солнечных затмений, говорит, что он не придавал особого значения таким прогнозам. В электронном письме он рассказал о встрече во время последнего цикла, на которой был «забавный набор разговоров».
Разговор, как он вспомнил, звучал так: «Следующий цикл будет сильнее среднего, следующий цикл будет слабее среднего, следующий цикл будет либо сильнее среднего, либо слабее среднего, следующий цикл не будет ни сильнее среднего, ни слабее среднего ».
Он добавил:« Итак, мой план таков: подождать и посмотреть ».
Помимо потенциальных опасностей, понимание того, как на самом деле работает цикл солнечных пятен, имеет решающее значение« с чисто человеческой точки зрения, если вы хотите понять звезды », — сказал доктор Макинтош. «И если вы думаете об этом, магнитное поле Земли в значительной степени является причиной того, что у нас, вероятно, есть жизнь на Земле».
Марс, как он указал, не имеет большой атмосферы или магнитного поля. «Если на вашей планете нет магнитного поля, у вас может быть вся атмосфера, которую вы хотите, — сказал он, — но ваша местная дружественная соседняя звезда может унести ее в мгновение ока».
Действительно, астрофизики подозреваю, что такая судьба постигла Марс, который когда-то был теплее и влажнее, чем сейчас.
Проксима Центавра, маленькая звезда, известная как карлик M, укрывает по крайней мере две экзопланеты, одна из которых размером с Землю. и достаточно близко к звезде, чтобы быть обитаемым, если бы она не купалась в радиации. Доктор МакГрегор подарил проблеск надежды на жизнь в таких районах.
«Недавние исследования показали, что ультрафиолетовый свет может быть очень важным катализатором жизни — превращение сложных молекул в аминокислоты и, в конечном итоге, в одноклеточные организмы », — сказала она. «Поскольку карлики M такие маленькие и холодные, они на самом деле не производят столько УФ-излучения, за исключением случаев, когда они вспыхивают. Возможно, есть золотая середина, где звезда вспыхивает достаточно, чтобы зажечь жизнь, но не настолько, чтобы сразу же ее уничтожить! »
