Ученый АлтГУ: что такое магнитные бури и чем опасно весеннее солнце

В апреле жителей Земли ожидают две магнитные бури и несколько вспышек геомагнитных излучений, сообщила Лаборатория солнечной астрономии и гелиофизического приборостроения ИКИ РАН и ИСЗФ СО РАН. Доцент кафедры радиофизики и теоретической физики института цифровых технологий, электроники и физики, кандидат физико-математических наук Николай Волков рассказал о природе магнитных бурь и поделился некоторыми интересными фактами о Солнце.

По данным ученых, 20–21 апреля нашу планету ожидает магнитная буря уровня G1. Это слабая буря (всего таких уровней пять).

«Магнитные бури, а точнее геомагнитные бури — это явления возмущения геомагнитного поля Земли, обусловленные выбросом солнечной плазмы в окружающее Солнце пространство, т. е. в нашу Солнечную систему. Плазма, по сути, представляет собой поток радиации. Как и любое радиоактивное излучение, такое излучение оказывает сильное негативное влияние на все живое на планете. К счастью, у Земли есть мощные средства защиты — атмосфера и магнитное поле, которые „ловят“ большинство частиц солнечной плазмы. Тем не менее, некоторая часть частиц солнечной плазмы проникают в атмосферу и достигают поверхности Земли», — отмечает Николай Волков.

Попавшие на Землю частицы действительно могут вызывать сбои в работе техники, связи, и даже оказывать влияние на здоровье людей с заболеваниями сердечно-сосудистой и нервной систем.

Вообще солнце оказывает огромное влияние на нашу планету. Без него на Земле не существовало бы жизни — по крайней мере, в привычной для нас форме. После длинной зимы сибиряки особенно рады весеннему солнцу, которое с каждым днем припекает все сильнее. Количество тепла, поступающего на Землю от Солнца, определяется формой земной орбиты.

«Очевидно, что, если бы Земля вращалась вокруг Солнца по круговой орбите, а само Солнце находилось в центре круга, то количество тепла, поступающего на Землю, было бы одинаковым в любое время года. Однако в начале 17 века великий немецкий ученый Иоганн Кеплер совершил фактически революцию в астрономии. Он сформулировал три закона движения небесных тел, которые и сегодня лежат в основе физического устройства не только нашей солнечной системы, но и других планетарных и даже галактических систем. В частности, первый закон Кеплера гласит, что орбиты небесных тел, в том числе и Земли, являются эллипсами — такими своего рода сплюснутыми кругами. Солнце находится в одной из особых точек — в фокусе эллипса, который не является геометрическим центром. Такая форма орбиты и положение Солнца приводят к тому, что при своем орбитальном движении Земля в разное время года находится на разных расстояниях от Солнца. Например, в зимние месяцы Земля проходит самый удаленный от Солнца участок орбиты и, как следствие, получает меньше тепла. Весной наша планета начинает приближаться к Солнцу, поток тепла увеличивается и достигает своих максимальных значений летом», — рассказал ученый.

Помимо теплового и видимого излучения, Солнце является мощным источником коротковолнового ультрафиолетового излучения. Несмотря на колоссальный положительный эффект от этого излучения, следует помнить, что любое коротковолновое излучение может причинить вред. В апреле ситуация осложняется скорее тем, что люди, соскучившись по теплу, стремятся провести на солнце как можно больше времени, получая вместе с тепловым излучением большие порции ультрафиолета. Поэтому специалисты рекомендуют начинать пользоваться солнцезащитными кремами уже весной.

Наиболее опасно солнечное излучение летом, когда Солнце в северном полушарии поднимается на максимальную высоту над горизонтом. Около полудня его лучи падают на поверхность Земли почти вертикально. При этом они проходят самый короткий путь в атмосфере, и в результате взаимодействия с озоновым слоем ультрафиолетовое излучение практически не ослабляется.

Наверняка вы замечали, что в горах кожа быстро загорает и даже получает ожоги. Здесь тоже «виновата» атмосфера. Чем выше поднимаешься в горы, тем тоньше становится слой атмосферы, ультрафиолетовое и тепловое излучение ослабляются меньше. Первое приводит к появлению загара, а второе к повышению температуры воздуха и подстилающей поверхности. Вместе с тем, лежащий в горах снег имеет высокую отражательную способность, поэтому поступающее на заснеженные участи тепло отражается обратно в атмосферу, а не тратится на повышение температуры снега и не приводит к его таянию. Именно поэтому высоко в горах даже во время жары снег лежит дольше.

Интересные факты:

Наблюдение солнечных затмений позволило изучить химический состав атмосферы Солнца. В результате был открыт новый элемент, названный гелием. Гелий — единственный химический элемент, открытый не на Земле.

Солнце движется по эллиптической орбите вокруг центра Галактики с гигантской скоростью — около 230 км/c.

В 1947 году на Солнце наблюдалось самое большое скопление солнечных пятен площадью около 20 млрд. квадратных километров, что в 36 раз больше площади земного шара.

Исследования содержания изотопа углерода14 в годичных кольцах деревьев позволили установить две наиболее крупных вспышки на Солнце (события Мияке), случившихся в далеком прошлом. Полярное сияние в атмосфере Земли, вызванное этими вспышками, зафиксировано в ассирийских записях.

«Солнце остается одним из важных объектов для изучения. В 1995 году был запущен космический аппарат для наблюдения за Солнцем — обсерватория Soho. Результаты работы этой обсерватории позволили открыть почти 2000 околосолнечных комет. В середине 2010-х годов миссия Stereo позволила сделать первую 360-градусную фотографию поверхности Солнца и получить детальные сведения о механизмах развития корональных выбросов. Уникальный космический аппарат Solar Orbiter, запущенный в 2020 году, работает на орбите Солнца на расстояниях меньших среднего радиуса орбиты Меркурия. В таких экстремальных условиях ученые получают данные о процессах, происходящих в фотосфере Солнца с недостижимым до этого пространственным и временным разрешением» — поделился Николай Волков.