Внезапная вспышка яркости на поверхности Солнца называется солнечной вспышкой. Если эффект наблюдается не только на Солнце, но и на звезде, это явление называется звездной вспышкой. Звездная или солнечная вспышка выделяет огромное количество энергии, обычно порядка 1 × 10 25 джоулей, в широком спектре длин волн и частиц. Это количество энергии сопоставимо со взрывом 1 миллиарда мегатонн в тротиловом эквиваленте или десятью миллионами извержений вулканов. Помимо света, солнечная вспышка может выбросить в космос атомы, электроны и ионы, что называется выбросом корональной массы. Когда частицы испускаются Солнцем, они могут достичь Земли в течение дня или двух. К счастью, масса может быть выброшена наружу в любом направлении, поэтому Земля не всегда страдает. К сожалению, ученые не могут прогнозировать вспышки, а только предупреждают об их возникновении.
Самая мощная солнечная вспышка была первой из наблюдавшихся. . Событие произошло 1 сентября 1859 года и называется солнечной бурей 1859 года или «событием Кэррингтона». Об этом независимо сообщили астрономы Ричард Кэррингтон и Ричард Ходжсон. Эта вспышка была видна невооруженным глазом, она зажгла телеграфные системы и произвела полярные сияния вплоть до Гавайев и Кубы. Хотя в то время у ученых не было возможности измерить силу солнечной вспышки, современные ученые смогли реконструировать событие на основе нитрата и изотопа бериллия-10, образующегося в результате излучения. По сути, свидетельство вспышки сохранилось во льду Гренландии.
Как работает солнечная вспышка
Подобно планетам, звезды состоят из из нескольких слоев. В случае солнечной вспышки затрагиваются все слои атмосферы Солнца. Другими словами, энергия выделяется из фотосферы, хромосферы и короны. Вспышки обычно возникают около солнечных пятен, которые являются областями сильных магнитных полей. Эти поля связывают атмосферу Солнца с его внутренним пространством. Считается, что вспышки возникают в результате процесса, называемого магнитным пересоединением, когда петли магнитной силы разрываются, соединяются и высвобождают энергию. Когда магнитная энергия внезапно высвобождается короной (внезапно это означает в течение нескольких минут), свет и частицы ускоряются в космос. Источником высвобожденного вещества, по-видимому, является материал из несвязанного спирального магнитного поля, однако ученые не до конца выяснили, как работают вспышки и почему иногда выделяется больше частиц, чем их количество в корональной петле. Плазма в пораженной области достигает температуры порядка десятков миллионов Кельвинов, что почти так же жарко, как и ядро Солнца. Электроны, протоны и ионы ускоряются интенсивной энергией почти до скорости света. Электромагнитное излучение охватывает весь спектр, от гамма-лучей до радиоволн.. Энергия, выделяемая в видимой части спектра, делает некоторые солнечные вспышки видимыми невооруженным глазом, но большая часть энергии находится за пределами видимого диапазона, поэтому вспышки наблюдаются с помощью научных приборов. Трудно предсказать, будет ли солнечная вспышка сопровождаться выбросом корональной массы или нет. Солнечные вспышки также могут выпускать факел, который включает выброс материала быстрее, чем солнечный протуберанец. Частицы, выпущенные из факела, могут достигать скорости от 20 до 200 километров в секунду (kps). Для сравнения: скорость света составляет 299,7 км/с!
Как часто возникают солнечные вспышки?
Небольшие солнечные вспышки происходят чаще, чем крупные. Частота возникновения любых вспышек зависит от активности Солнца. После 11-летнего солнечного цикла может быть несколько вспышек в день в течение активной части цикла, по сравнению с менее чем одной вспышкой в неделю в спокойную фазу. Во время пиковой активности может происходить 20 вспышек в день и более 100 в неделю.
Как классифицируются солнечные вспышки
Ранее метод классификации солнечных вспышек основывался на интенсивности линии Hα солнечного спектра. Современная система классификации классифицирует вспышки в соответствии с их пиковым потоком рентгеновского излучения от 100 до 800 пикометров, наблюдаемых космическими аппаратами GOES, которые вращаются вокруг Земли.
| Классификация | Пиковый поток (Вт на квадратный метр) |
| A | −7 |
| B | 10 −7 – 10 −6 |
| C | 10 −6 – 10 −5 |
| M | 10 −5 – 10 −4 |
| X | > 10 −4 |
Каждая категория дополнительно ранжируется линейный масштаб, такой, что вспышка X2 вдвое мощнее вспышки X1.
Обычные риски, связанные с солнечными вспышками
Солнечные вспышки создают на Земле так называемую солнечную погоду. Солнечный ветер воздействует на магнитосферу Земли, создавая северное и южное сияние и создавая радиационный риск для спутников, космических кораблей и космонавтов. Большая часть риска связана с объектами на низкой околоземной орбите, но выбросы корональной массы в результате солнечных вспышек могут вывести из строя энергетические системы на Земле и полностью вывести из строя спутники. Если бы спутники действительно вышли из строя, сотовые телефоны и системы GPS остались бы без обслуживания. Ультрафиолетовый свет и рентгеновские лучи, испускаемые вспышкой, нарушают работу дальнего радиосвязи и, вероятно, увеличивают риск солнечных ожогов и рака.
Может ли солнечная вспышка уничтожить Земля?
Одним словом: да. В то время как сама планета переживет столкновение с “супервспышкой”, атмосфера может быть засыпана радиацией, и все живое может быть уничтожено.. Ученые наблюдали испускание супервспышек от других звезд, в 10 000 раз более мощных, чем типичная солнечная вспышка. Хотя большинство этих вспышек происходит у звезд, которые имеют более мощные магнитные поля, чем наше Солнце, примерно в 10% случаев звезда сравнима с Солнцем или слабее его. Изучая годичные кольца деревьев, исследователи полагают, что Земля испытала две небольшие супервспышки – одну в 773 году н.э., а другую в 993 году н.э. Возможно, мы можем ожидать супервспышку примерно раз в тысячелетие. Вероятность супервспышки уровня затухания неизвестна.
Даже обычные вспышки могут иметь разрушительные последствия. НАСА показало, что Земля едва не пропустила катастрофическую солнечную вспышку 23 июля 2012 года. Если бы вспышка произошла всего за неделю до этого, когда она была направлена прямо на нас, общество было бы отброшено назад в темные века. Интенсивное излучение отключило бы электрические сети, связь и GPS в глобальном масштабе.
Насколько вероятно такое событие в будущем? Физик Пит Райл подсчитал, что вероятность разрушительной солнечной вспышки составляет 12% за 10 лет.
Как предсказать солнечные вспышки
В настоящее время ученые не могут предсказать солнечную вспышку с какой-либо степенью точности. Однако высокая активность солнечных пятен связана с повышенной вероятностью образования вспышек. Наблюдение за солнечными пятнами, особенно за такими, называемыми дельта-пятнами, используется для расчета вероятности возникновения вспышки и ее силы. Если прогнозируется сильная вспышка (класса M или X), Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) выпускает прогноз/предупреждение. Обычно предупреждение учитывает 1-2 дня подготовки. Если происходит солнечная вспышка и выброс корональной массы, сила воздействия вспышки на Землю зависит от типа выпущенных частиц и от того, как непосредственно вспышка обращена к Земле.
Источники
- «Большое Солнечное пятно 1520 выпускает вспышку класса X1.4 с направленным на Землю КВМ». НАСА. 12 июля 2012 г.
- «Описание необычного явления на Солнце 1 сентября 1859 г.», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, т. 20, pp13 +, 1859.
- Карофф, Кристоффер. «Наблюдательные доказательства повышенной магнитной активности звезд с супервспышками». Nature Communications, том 7, Мадс Фауршу Кнудсен, Питер Де Кат и др., Номер статьи: 11058, 24 марта 2016 г..
-
Солнечные бури: как они образуются и что делают -
SunУзнайте о солнечных пятнах, солнечной прохладной и темной областях
-
Путешествие по Солнечной системе: наше Солнце
-
Факты о Солнце: что вам нужно знать
-
Космические лучи
-
Как работает рентгеновская астрономия
-
Солнечное излучение и альбедо Земли
-
7 событий уровня вымирания, которые могут положить конец жизни, какой мы ее знаем
-
Излучение в космосе дает ключ к разгадке Вселенной
-
Стоит ли беспокоиться о Га Пакеты mma-ray?
-
Определение гамма-излучения
-
Радиационные пояса Ван Аллена
-
Могут ли работать реакторы материя-антивещество?
-
Что такое иридиевые ракеты
-
Каково классическое происхождение Северного сияния?
-
Фотоэлектрический эффект: электроны из материи и света
