В канун Рождества зонд NASA Parker Solar Probe приблизится к Солнцу на рекордно близкое расстояние — всего 6,9 млн км, что очень и очень близко по сравнению с диаметром звезды (1,39 млн км). Фактически «Паркер» нырнёт в верхнюю часть атмосферы Солнца, где температура может достигать 1000 и более градусов по Цельсию. Но такова главная цель миссии «Парнкера» — узнать больше о солнечном ветре, который в этом месте наиболее сильный.

Художественное представление зонда NASA Parker Solar Probe. Источник изображения: NASA

Сближение зонда Parker Solar Probe с Солнцем состоится 24 декабря. Это будет 22-е по счёту приближение к звезде. Зонд летает по вытянутой орбите, но это не спасёт его в итоге от падения на Солнце. Следующий год, по-видимому, станет последним в его жизни.

Зонд совершит ещё четыре сближения с Солнцем и в 2026 году сгорит в его атмосфере. Все последующие орбитальные параметры останутся примерно такими, которых он достигнет через три дня. Это касается максимально близкого сближения со звездой (6,9 млн км) и достигнутой скорости порядка 192 км/с. Зонд стал самым быстрым в истории человечества рукотворным объектом и пробудет таким год с небольшим.

Тепловой экран зонда «Паркер» выдерживает температуру порядка 1370 ℃. Его датчики и даже проводку пришлось изготавливать из тугоплавких металлов. Более того, даже изоляция проводов — это сапфировое стекло. Пока аппарат выдерживает близкие сближения с Солнцем и продолжает передавать научные данные о частицах и их энергиях, а также о магнитных полях.

Солнечный ветер, предсказанный физиком Юджином Паркером (Eugene Newman Parker) в 50-х годах прошлого века и впервые обнаруженный приборами космического аппарата Mariner 2 в 1962 году, формирует космическую погоду в Солнечной системе. Механизм его образования до конца не понятен. Зонд Parker Solar Probe пытается рассмотреть истоки зарождения солнечного ветра, что поможет предсказывать космическую погоду, а для этого приходится буквально касаться Солнца, несмотря на перспективу потерять аппарат.

Заметно повлиявшая на земную цивилизацию зарегистрированная геомагнитная буря произошла лишь однажды — в 1859 году. Но это цветочки по сравнению с тем, на что способны звёзды, подобные Солнцу. На выборке из 56 450 похожих на наше светило звёзд учёные показали, что вспышки на два порядка мощнее способны происходить каждые 100 лет. Эта работа изобилует натяжками и полна пробелов, но по всему выходит, что нам пока крупно везёт.

Источник изображения: NASA

Мы не до конца понимаем физику Солнца. В основе процессов горения звёзд лежит квантовая физика и настоящий случай. Изучая активность Солнца и звёзд того же класса и масштаба учёные опираются на статистику, которая очерчивает границы возможного. На Земле об исторической активности Солнца мы судим по уровню азота во льдах Арктики и Антарктиды, а также с недавнего времени по уровню изотопа углерод-14 в древесине. По этим «записям» удалось восстановить ряд возникших в прошлом экстремальных вспышек на Солнце, самая мощная из которых произошла чуть больше 14 тыс. лет назад.

Но у учёных есть другие архивы — целая вселенная данных во всех смыслах. Достаточно собрать статистику по мегавспышкам солнцеподобных звёзд и применить полученные данные к нашей системе. Только есть одна пока непреодолимая погрешность: активность звезды зависит от скорости её вращения вокруг своей оси (чем медленнее и старее звезда, тем ниже активность), а измерить эту скорость можно далеко не всегда. Недостаток этой информации учёные заменили данными о яркости звёзд и их температуре, подобрав наиболее похожие на Солнце по совокупному набору характеристик.

Перебрав звёзды из каталога наблюдений телескопа «Кеплер», исследователи отобрали 56 450 звёзд, условно похожих на Солнце. На 2527 из них зафиксировано 2889 супервспышек с энергией, в сотни раз превышающее вспышку 1859 года. И если тогда по всей Земле вспыхнуло оборудование на телеграфных станциях, то в случае мегавспышки, возможно, будут выведены из строя все спутники и широко затронута электроника на поверхности Земли. Массовый выход электроники из строя станет для зависимой от неё цивилизации настоящим концом света.

Нехитрые подсчёты показали, что подобные Солнцу звёзды могут испускать мегавспышки каждые 100 лет. Если это так, то наша звезда определённо задолжала нам «конец света». Но есть ещё одна натяжка в работе. Событие 1859 года сопровождалось также выбросом корональной массы в сторону Земли. Вспышка без выброса массы Солнца — в основном рентгеновское излучение — это тоже не сахар. Это прерывание связи и облучение всех, кто летит на самолётах или в космических кораблях.

Реальную угрозу представляет плазма Солнца — корональная масса. Заряженные частицы в виде солнечного ветра могут сильно раздуть атмосферу и буквально уронить спутники, а также вызвать наведённые токи в протяжённых металлических конструкциях на земной поверхности. Вспышки далеко не всегда сопровождаются выбросом корональной массы, что служит ещё одним неизвестным в апокалипсическом уравнении учёных. Наконец, вспышки также часто направлены в сторону от Земли, что ещё сильнее снижает вероятность прихода Судного дня. Поэтому, перефразируя классика, можно сказать, что выводы о высокой вероятности конца света сильно преувеличены. Но забывать о такой вероятности нельзя. Продолжаем разбираться в вопросе.

Два разработанных Европейским космическим агентством (ЕКА) аппарата в рамках миссии Proba-3 вчера в 13:34 мск были запущены на индийской ракете-носителе Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV). Она вывела аппараты на вытянутую орбиту с нижней точкой около 573 км и верхней на высоте 60 563 км с наклоном 59° к экватору. Данные аппараты займутся созданием искусственных солнечных затмений для более детального изучения нашей звезды.

Источник изображений: esa.int

После первоначальных проверок два спутника миссии Proba-3 разделятся, а экспериментальная работа с ними начнётся в начале следующего года. Более крупный спутник носит название Coronagraph — он оснащён инструментами для получения изображений короны или внешней атмосферы Солнца. Меньший космический аппарат Occulter оборудован навигационными датчиками и низкоимпульсными двигателями, которые помогут ему занять позицию на расстоянии около 150 м от Coronagraph.Такое расстояние необходимо, чтобы установленный на Occulter экран диаметром 1,4 м скрыл солнечный диск. Он заблокирует ослепительный свет звезды и отбросит на Coronagraph тень размером 8 см, позволив ему изучать составляющие корону нагретые газы.

В естественных условиях солнечная корона скрыта ярким светом звезды, и наблюдать её с Земли можно лишь во время полных солнечных затмений, которые продолжаются считанные минуты. Попытки повторить этот эффект предпринимались с помощью коронографов — космических аппаратов, использовавшихся в предыдущих миссиях. Однако они размещались на тех же аппаратах, что и средства наблюдения, что снижало эффективность из-за дифракции и других оптических эффектов. Поэтому было принято решение разместить диск искусственного затмения на отдельном спутнике, что и стало основой миссии Proba-3.

Запуск одного аппарата длиной 150 м был бы непомерно затратным, поэтому в ЕКА при поддержке Канады разработали миссию с двумя спутниками и бюджетом около €200 млн, рассчитанную на ближайшие десять лет. Около трёх четвертей стоимости миссии профинансировали Испания и Бельгия, не являющиеся членами ЕКА. Аппараты будут поддерживать стабильное расстояние друг от друга при помощи радиолиний, навигационных приёмников и камер на Occulter. Малый спутник будет ориентироваться по светодиодным огням на борту Coronagraph, а для более точного позиционирования будет использоваться лазерный луч, передаваемый с Occulter и отражаемый Coronagraph. В результате расстояние между аппаратами будет контролироваться с погрешностью менее 1 мм и удерживаться до 6 часов — это в 50 раз дольше максимальной продолжительности полного солнечного затмения. Искусственные затмения будут создаваться, когда спутники Proba-3 окажутся в наиболее удалённой от Земли точке своей 20-часовой орбиты. Основная миссия Proba-3 продлится два года, в течение которых учёные рассчитывают провести 1000 часов наблюдений в условиях искусственных затмений.

Coronagraph будет делать снимки каждые две секунды, что позволит учёным исследовать быстрые плазменные волны, которые предположительно вызывают резкий подъём температуры короны. Ещё одним объектом исследований станет свечение плазменных струй, которые, по мнению учёных, играют важную роль в ускорении солнечного ветра — потока частиц, уносящихся от Солнца со скоростью до 2 млн км/ч. Наконец, Proba-3 поможет подтвердить возможность длительного поддержания фиксированного расстояния между двумя аппаратами, что станет основой для будущих миссий по возвращению проб марсианского грунта и очистке околоземной орбиты от космического мусора.

Европейское космическое агентство (ЕКА) опубликовало самые чёткие на сегодняшний день фотографии повехности Солнца, полученные при помощи аппарата Solar Orbiter.

Источник изображений: esa.int

Снимки были сделаны в марте прошлого года, когда Solar Orbiter находился на расстоянии около 74 млн км от Солнца — они запечатлели зернистую поверхность звезды, известную как фотосфера. Этот слой излучает видимый свет. Изображения были получены с помощью поляриметрического и гелиосейсмического сканера (PHI) — одного из шести важнейших приборов на борту космического зонда.

Похожие на гранулы области на поверхности Солнца в действительности представляют собой большие турбулентные ячейки плазмы размером около 1000 км каждая. Эти области создаются конвекцией — процессом, при котором более горячая плазма поднимается из солнечных глубин, а холодная опускается; схожим образом образуются и поднимаются пузырьки в кастрюле с кипящей водой. Конвекционные ячейки покрывают всю поверхность Солнца за исключением солнечных пятен — более тёмных, холодных областей, которые выглядят как пятна на относительно гладкой фотосфере.

Прибор PHI помог также получить новую карту магнитных полей Солнца. Она показывает, что магнитные поля наиболее сильны и сконцентрированы в областях солнечных пятен. Это объясняет, почему солнечные пятна холоднее, чем их окружение: интенсивные магнитные поля в них ограничивают нормальную конвекцию плазмы, движением вещества управляют магнитные силы, и часть тепла не достигает поверхности.

Ещё одна новая карта — тахограмма — показывает величину и направление скорости, с которой движется вещество на поверхности Солнца. Синие области указывают на массу, которая идёт в направлении к Solar Orbiter, а красные — от него. Снимок отражает обращение Солнца вокруг своей оси. Здесь также видны магнитные поля, прорывающиеся сквозь поверхность в областях солнечных пятен.

В марте прошлого года прибор Extreme Ultraviolet Imager (EUI) на борту Solar Orbiter помог получить изображение короны — внешней части атмосферы Солнца. На этом снимке хорошо видны выступающие из поверхности звезды линии магнитного поля. Вдоль этих линий, которые часто соединяют соседние солнечные пятна, проходят огромные объёмы плазмы. Вещество выбрасывается в открытый космос, образуя солнечный ветер — потоки заряженных частиц, которые могут вызывать яркие полярные сияния на Земле и других планетах.

Изображения новой серии были составлены из 25 снимков каждое — съёмка всей поверхности занимала около четырёх часов. Solar Orbiter находился относительно близко к Солнцу, и для получения полной картины аппарат приходилось наклонять и вращать. Полное изображение солнечного диска имеет размер 8000 пикселей по одной стороне.

Сейчас космический аппарат находится на расстоянии 120 млн км от Солнца, сразу за орбитой Венеры. Solar Orbiter был запущен в 2020 году с целью сбора изображений с солнечных полюсов. Эти изображения удастся получить лишь в начале 2025 года, когда у орбиты аппарата будет достаточный наклон, чтобы иметь прямой обзор полюсов звезды.

15 октября в ходе телеконференции с журналистами представители NASA, Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и международной комиссии по прогнозированию солнечных циклов объявили, что Солнце вошло в период солнечного максимума в 25-м цикле. Этот максимум 11-летнего цикла активности будет продолжаться в течение следующего года.

Источник изображений: NASA

Солнечный цикл — это естественный процесс, через который проходит Солнце, меняя свою магнитную активность от низкой к высокой и обратно. У Солнца есть более длительные циклы — длиною в сотни и даже тысячи лет, но наиболее изученными являются 11-летние циклы. В разгар каждого из них магнитные полюса Солнца меняются местами, и звезда переходит из спокойного состояния в активное.

Через какое-то время активность Солнца снижается до самого минимального и наступает солнечный минимум. Учёные заранее никогда точно не знают, что когда произойдёт. Об 11-летней цикличности можно говорить лишь условно. Например, от текущего — 25-го по счёту с момента слежения за этими циклами периода — ожидали наступления максимума во второй половине 2025 года, а он случился уже осенью 2024 года.

Во время наибольшей активности на Солнце увеличивается количество пятен. Они образуются в местах наивысшей концентрации линий электромагнитного поля звезды. В таких областях замедляется конвекция солнечных масс из глубины на поверхность, отчего конкретная область поверхности становится немного холоднее соседних областей. Когда затем в таких местах происходит быстрое переключение и размыкание магнитных линий, возникают вспышки, которые могут сопровождаться корональным выбросом массы Солнца.

Слева Солнце в декабре 2019 года (минимум активности), справа — Солнце в мае 2024 года (приближение максимума активности)

«Это объявление не означает, что это пик солнечной активности, который мы увидим в этом солнечном цикле, — говорит метеоролог Эльсаид Талаат (Elsayed Talaat) из NOAA. — Хотя Солнце достигло периода солнечного максимума, месяц, когда солнечная активность достигает пика, не может быть определен ещё в течение нескольких месяцев или лет».

«Мы не можем достоверно предсказать солнечные циклы, — объяснял ещё в 2022 году астрофизик Майкл Уитленд (Michael Wheatland) из Сиднейского университета в Австралии. — Мы не до конца понимаем солнечное динамо, которое генерирует магнитные поля, видимые на поверхности в виде солнечных пятен, и которые вызывают вспышки. Это одна из нерешённых проблем астрофизики».

Зато учёные научились по косвенным признакам определять и разделять фазы 11-летнего цикла солнечной активности. Например, по интенсивности возникновения пятен на Солнце и интенсивности вспышек на нём. Так, в начале октября на Солнце произошла вспышка силой X9.0. Это не самое мощное событие за всю историю наблюдений за циклами, но она попала в 20 наиболее интенсивных. Для человека на Земле это событие проходит бесследно. Ни одно медицинское исследование не нашло связи между вспышками на Солнце и порождаемыми ими геомагнитными бурями, влияющими на самочувствие людей.

Опасность вспышек заключается в прерывании коротковолновой связи на освещённой стороне Земли вскоре после вспышки (если она направлена в сторону нашей планеты), а также в лишней дозе радиации для лётчиков и космонавтов и в нарушении работы спутников. Если в сторону Земли происходит выброс корональной массы, то облако заряжённых частиц обволакивает Землю и устремляется к полюсам, где возникают красочные полярные сияния. В протяжённых металлических конструкциях на Земле — в трубопроводах, рельсах и линиях электропередач в такие моменты появляется постоянный ток, который может вывести из строя сопряжённое оборудование. Например, были случаи возгорания на подстанциях. Сегодня на этот счёт существуют проверенные инженерные решения и это не должно стать сюрпризом. Разве что вспышка и выброс массы будут такой мощности, с которыми технологически развитое человечество ещё не сталкивалось, а такие события в истории Земли были и не один раз. Будем надеяться, что нам не «повезёт» пережить нечто экстремальное.

Произошедший недавно выброс солнечной массы в результате мощной вспышки X-класса минувшей ночью оказался на рекордно малом расстоянии от кометы Цзыцзиньшань. Комета была открыта недавно, и сейчас ей удалось избежать столкновения с большим объёмом солнечной плазмы, говорится на сайте Лаборатории солнечной астрономии ИКИ и ИСЗФ СО РАН.

Источник изображений: xras.ru

Порождаемые вспышками на поверхности Солнца выбросы вещества иногда сталкиваются с кометами, которые сближаются со звездой или пролетают через внутренние регионы Солнечной системы. К примеру, в апреле комета 12Р/Понс-Брукс оказалась под ударом плазмы в окрестностях орбиты Юпитера. «Выброс массы от солнечной вспышки X класса, судя по всему, совсем незначительно разминулся с крупной кометой, пролетавшей в этот момент рядом с Солнцем. Судя по орбите, речь идёт о комете Цзыцзиньшань (номер C/2023 A3), обнаруженной одноимённой китайской обсерваторией в январе 2023 года», — говорится в заявлении лаборатории.

Комета Цзыцзиньшань под удар солнечной массы не попала, показал коронограф LASCO на борту американского космического аппарата SOHO, предназначенного для наблюдения за Солнцем. Если бы это произошло, плазма едва ли уничтожила бы саму комету, но она могла частично разрушить часть её газопылевого хвоста, говорят учёные. Окрестностей Земли этот выброс достигнет во второй половине недели — он грозит геомагнитными возмущениями и прочими проявлениями «космической непогоды».

В ближайшую пятницу на Земле даже до южных широт можно будет наблюдать обширные полярные сияния. Землю накроет облако солнечной плазмы, выброшенное в сторону нашей планеты поздно ночью 2 октября. Выброс сопровождался одной из самых мощных вспышек в текущем цикле активности Солнца — с индексом X7.1. Более мощная вспышка произошла 14 мая, но она не сопровождалась выбросом плазмы. Новое же событие обещает привести к красочному небесному шоу.

Источник изображения: NASA/SDO

Текущий 11-летний цикл активности Солнца — 25-й по счёту — обещает удивить многими экстраординарными событиями на звезде. Неспроста к Солнцу направлен флот из нескольких солнечных обсерваторий. Наш мир ещё никогда так пристально не вглядывался в свою звезду, как в новом цикле вблизи пика её активности. Более того, пик может начаться уже в ближайшие месяцы, тогда как ранее он прогнозировался на первую половину 2025 года. Ряд ранее опубликованных в этом году научных работ откровенно тревожат. Учёные опасаются, что Солнце нас сможет неприятно удивить.

Пик вспышки рекордной интенсивности X7.1 пришёлся на 2 октября на 01:20 по московскому времени. Это вспышка экстремального класса по 10-бальной шкале, хотя класс X не имеет ограничения сверху. 23 июля 2024 года на Солнце произошла абсолютно мощная вспышка уровня X14, но она была на обратной стороне Солнца и ушла в сторону от Земли. Поэтому «прелести» того события остались недоступны земному наблюдателю. Теперь же вспышка в рентгеновском диапазоне накрыла обращённую к звезде сторону планеты и на короткое время даже вывела из строя коротковолновую связь в части западного полушария, Тихого океана, Австралии и Азиатско-Тихоокеанского региона.

Но основное шоу ожидается в пятницу 4 октября, когда Земли достигнет корональный выброс солнечной массы. Помимо красочных полярных сияний остаётся вероятность сбоев электрораспределительных систем. Поскольку это уже не первый подобный случай, энергетики, в принципе, готовы к встрече с такими явлениями. Другое дело, что мы ещё не сталкивались с по-настоящему мощными вспышками на Солнце, а они, как выяснили учёные, достаточно частое явление в истории Земли.

В октябре из-за солнечной интерференции — зашумления телевизионного сигнала со спутника — в России ожидаются помехи на телеэкранах в виде «рассыпания» и «замерзания» картинки.

Источник изображения: Renate Köppel / pixabay.com

На экранах телевизоров в октябре допускается возникновение краткосрочных помех, предупредили в Российской телевизионной радиовещательной сети (РТРС). Это связано с начинающейся 27 сентября солнечной интерференцией — сезонное явление связывается с помехами при приёме телевизионного сигнала. «В течение примерно трёх недель Солнце, космический аппарат связи и наземный ретранслятор РТРС раз в сутки будут выстраиваться в одну линию. Ретранслятор, ориентированный на космический аппарат, будет принимать мощное солнечное радиоизлучение, способное заглушить полезный сигнал от спутника», — рассказали в РТРС.

Когда Солнце глушит сигнал спутника, на телеэкранах в зоне действия ретранслятора возможно возникновение помех, которые продолжаются от нескольких секунд до 22 минут в сутки. В разных регионах подобные инциденты могут продлиться до 21 октября, но не более двух недель для каждого региона. График интерференции публикуется на сайте РТРС, в «Кабинете телезрителя» и в мобильном приложении «Телегид».

Инфраструктура предполагает защиту трансляции цифрового телесигнала от солнечных аномалий, но в некоторых случаях Солнце всё равно может оказывать влияние. При его коротком воздействии допускается «замерзание» и «рассыпание» изображения на экране, и это «само пройдёт», говорят в РТРС. Чтобы приём восстановился, достаточно выключить и через пару минут снова включить телевизор или приставку; если это не поможет, потребуется заново произвести автоматический поиск телеканалов.

Первая задокументированная экстремальная солнечная магнитная буря в 1859 году была настолько сильной, что вывела из строя телеграфную связь в Северной Америке и Европе, вызвав местами даже пожары. Но в истории Земли такие катаклизмы были и намного мощнее — мегаэкстремальной интенсивности. Если бы такое произошло сегодня, это вызвало бы хаос во всём цивилизованном мире. Хуже всего, что оно рано или поздно произойдёт. Учёные хотят быть готовы к нему.

Выброс корональной массы 31 августа 2012 года. Источник изображения: NASA/GFSC/SDO

Можно ли подготовиться к солнечной буре невероятной интенсивности? По словам исследователей, да. Для этого необходимо, как минимум, искать признаки экстремальных солнечных бурь в прошлом, чтобы суметь верно оценить вероятность и даже признаки появления их в будущем.

В 2012 году группа учёных под руководством Фуса Мияке (Fusa Miyake) из Университета Нагои в Японии обнаружила, что экстремальные солнечные бури могут вызывать резкие изменения концентрации радиоуглерода (C14), обнаруженного в кольцах деревьев. В сочетании с подсчётом годовых колец и используя другие методы определения возраста объектов можно обнаружить признаки сильных солнечных бурь на Земле и датировать их с большой точностью.

Новое исследование не стало первой попыткой датирования солнечных бурь по годовым кольцам деревьев. Ранее группа Мияке показала, что одна из самых сильных солнечных бурь на Земле произошла в 774 году н.э., которая по своей интенсивности затмила бы геомагнитную бурю 1859 года. Связанные с этой бурей полярные сияния нашли отражения в письменных источниках того времени, что косвенно подтверждает правильность применяемой методики датирования.

Другими датами наиболее интенсивных солнечных бурь назвали 993 год н.э., 660 год до н.э., 5259 год до н.э. и 7176 год до н.э. Но самая сильная солнечная буря произошла около 14 370 лет назад, ближе к концу последнего ледникового периода. Интенсивность её была такова, что практически всем спутникам на орбите Земли выше магнитосферы точно не поздоровилось бы.

Справедливости ради следует признать, что некоторые из детектируемых событий могли быть вызваны также космическим излучением, например, гамма-вспышками от сверхновых или от других явлений. И всё же, учёные настаивают, что Солнце, как и подобные ему относительно холодные и спокойные звёзды, способно преподнести сюрприз технологически развитой цивилизации, а к такому надо готовиться заранее, чтобы минимизировать последствия. Падающие на головы спутники и тотальное отключение связи и электричества способны привести к хаосу на планете с далеко идущими последствиями.

Во вторник, 23 июля 2024 года, произошла мощнейшая в текущем цикле активности нашей звезды вспышка на Солнце. Она была класса X14 и почти в два раза превзошла по силе майскую вспышку класса X8.7, после которой полярные сияния наблюдались далеко на юге нашей страны и многих других регионах. К счастью, мощнейшая за многие годы вспышка произошла на обратной стороне Солнца, что уберегло нас от последствий.

Источник изображения: Helioviewer.org

Вспышка 23 июля сопровождалась впечатляющим корональным выбросом массы с Солнца. Это облако плазмы — заряжённых частиц, которые способны вызвать сбои в работе радиосвязи на Земле и в работе спутников вплоть до их полного повреждения и даже сходов с орбиты по причине расширения атмосферы Земли под воздействием солнечного ветра. Поскольку вспышка произошла на обратной стороне Солнца, «выстрел» КВМ ушёл в пустое пространство.

«В соответствии с классификацией GOES — это была самая крупная вспышка на сегодняшний день, — рассказал Сэмюэл Крукер (Samuel Krucker), ведущий сотрудник спектрометра и телескопа для получения рентгеновских снимков (STIX) на SolO. — Другие крупные вспышки, которые мы обнаружили, произошли 20 мая 2024 года (X12) и 17 июля 2023 года (X10). Все они произошли с обратной стороны Солнца».

Если бы породившее вспышку гигантское пятно на Солнце смотрело в сторону Земли, а это лишь вопрос синхронизации по времени вращения звезды, то нас поразила бы геомагнитная буря мощнее майской. Полярные сияния были бы видны далеко на юге. С другой стороны, могла пострадать энергетическая и другая инфраструктура на планете, в чём для индустриальной цивилизации мало хорошего. Под воздействием солнечного возмущения магнитное поле Земли приходит в движение, что вызывает наведение постоянных токов в протяжённых металлических конструкциях — рельсах, трубопроводах, линиях электропередач. Это создаёт критическую нагрузку на электронное и электрическое оборудование с риском аварий.

8 июня на Солнце произошла вспышка класса M, которая относится к верхнему, но не экстремальному классу явлений. Эта вспышка силой M9.7 вызвала на Земле сильнейший с 2017 года радиационный шторм силой S3. Это уровень биологической опасности для пассажиров высоколетящих самолётов и экипажей, а также для астронавтов в открытом пространстве. Таких событий будет всё больше — приближается пик активности Солнца.

Источник изображения: NASA

В мае 2024 года максимальная интенсивность вспышек на Солнце достигла уровня X12, что сказалось даже на космической погоде на Марсе. По Земле в это время прокатилась волна полярных сияний, наблюдаемых в России даже в Краснодарском крае. Заряжённые частицы Солнца бомбардировали Землю и по линиям магнитного поля устремлялись к полюсам. Поскольку при значительном давлении солнечного ветра магнитное поле планеты принимало более приплюснутую форму, его напряжённость у экватора увеличивалась и полярные сияния смещались в нижние широты.

Вспышка силой M9.7 в минувшую субботу, кроме полярных сияний в северных широтах Земли, вызвала сбой коротковолновой радиосвязи на освещённой Солнцем стороне и, что более опасно, вызвала сильный радиационный шторм на освещённой стороне и в космосе. На Земле воздушные экипажи с риском попасть в зону повышенного излучения получили указания для изменения маршрутов. О сбоях спутниковых систем не сообщается. В то же время спутники наиболее уязвимы для потоков гамма и рентгеновского излучения вспышек, а также для плазмы — коронарного выброса массы Солнца.

Для земной инфраструктуры существует другая опасность — это наведение постоянных токов в протяжённых металлических конструкциях при их перемещении в магнитном поле Земли, когда поле приходит в движение под воздействием солнечного ветра (вспышек). Энергетики к этому уже готовы. Всех их впечатлил случай в 1989 году, когда в результате геомагнитной бури расплавился трансформатор на одной из подстанций в Квебеке (Канада).

Намного сложнее выявить воздействие солнечной активности на трубопроводы. Возникновение токов в трубах ускоряет протекание коррозии, что очень трудно обнаружить, особенно если это подземная инфраструктура. Железнодорожная сигнализация также может страдать от солнечной активности — в рельсах прекрасно наводятся токи. Из другого — страдает система глобальной навигации. Все эти «прелести» мы начинаем испытывать с возрастающей интенсивностью. В этот раз пик активности Солнца может начаться на полгода раньше — уже осенью 2024 года.

Полученные на днях снимки с камер марсохода NASA Curiosity выглядят так, будто сделаны в разгар бури, когда в воздух поднято много пыли. Но это снег помех — Марс накрыло сильнейшее за историю наблюдений облако высокоэнергичных частиц с Солнца и вспышка в рентгеновском и гамма-диапазоне. Камера ориентации орбитального зонда NASA Mars Odyssey вообще на час вышла из строя. Но это бесценные данные для планов колонизации Марса.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Марс не защищён магнитным полем подобно Земле. Он потерял его ещё в древности и с тех пор Солнце выжигает на нём энергичными частицами и радиацией всё потенциально живое на поверхности и немного вглубь. С начала этого года наша звезда практически приблизилась к новому 11-летнему пику активности, что означает повышение частоты и силы вспышек и выбросов плазмы. Тем самым приборы NASA на самом Марсе и на его орбите позволяют оценить реальную силу радиации и частиц в один из самых активных периодов Солнца. Это невероятно ценная информация для будущих колонистов. Они будут заранее знать, чего ожидать, и должны быть готовыми прятаться в складках местности.

Самая сильная вспышка на Солнце в текущем цикле произошла 20 мая. В NASA оценили событие как экстремальную вспышку уровня X12. Вскоре после неё по Марсу ударили гамма и рентгеновские лучи, а позже пришли высокоэнергетические частицы (плазма). Приборы марсохода Curiosity зафиксировали самый высокий уровень радиации на поверхности Красной планеты с тех пор, как аппарат начал там свою работу 12 лет назад. Если бы рядом с ровером находились люди, то они получили бы дозу радиации в 8100 микрорентген. Это примерно равно дозе от 30 рентгеновских снимков грудной клетки. Не смертельно, но явно лучше этого избегать.

«Скалы или лавовые трубки обеспечили бы дополнительную защиту астронавта от такого события. На орбите Марса или в глубоком космосе мощность дозы была бы значительно больше, — сказал ведущий исследователь RAD (Radiation assessment detector) Дон Хасслер (Don Hassler ) из Отдела науки и исследования Солнечной системы Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. — Я не удивлюсь, если эта активная область на Солнце продолжит извергаться, что означает еще больше солнечных бурь как на Земле, так и на Марсе в ближайшие недели».

Вспышка оказалась такой интенсивности, что навигационные камеры марсохода Curiosity засыпало «снегом» от помех. На орбите вспышка ещё круче обошлась с космическими зондами. Датчики навигации спутника NASA Mars Odyssey на час были выведены из строя, что не помешало аппарату получить информацию по полярным сияниям на Марсе. Впрочем, полярные — они на Земле. Поскольку на Марсе нет магнитного поля, которое направляет высокоэнергичные частицы к полюсам планеты, сияние на Красной планете происходит везде, куда попадают частицы с Солнца. В этот выброс их было особенно много, поскольку вспышка породила коронарный выброс массы, и он угодил в Марс.

«Это было крупнейшее событие, связанное с частицами солнечной энергии, которое когда-либо наблюдала [станция NASA] MAVEN, — сказала ведущая программы космической погоды MAVEN Кристина Ли (Christina Lee ) из Калифорнийского университета в Беркли. — За последние недели произошло несколько солнечных событий, так что мы наблюдали волны поражающих Марс частиц одну за другой».

Позже в этом году на орбиту Марса будут направлены два небольших спутника миссии NASA ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers). Они смогут следить за сияниями в атмосфере Марса одновременно из двух точек, создавая наиболее полную картину влияния солнечных частиц на эту планету.

В год, когда человечество в далёких от полярных широтах впервые за 500 лет наблюдало полярное сияние, космос приготовил ещё один сюрприз — грядущей осенью, вероятно, многие люди на Земле получат возможность полюбоваться яркой кометой, видимой невооружённым взглядом.

Комета C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS). Источник изображения: wikipedia.org

За последние пару лет внимание широкой общественности привлекли лишь две кометы: в начале февраля 2023 года вблизи Земли прошла C/2022 E3 (ZTF), а в апреле этого года на небольшом расстоянии от нас оказалась комета Понса — Брукса (12P/Pons-Brooks). Увидеть любую из них было непросто: для этого требовалось свободное от земного света небо, да и в бинокле или телескопе они выглядели как слабые, нечёткие световые пятна. Теперь всё может быть по-другому.

В осеннем небе появится яркая и хорошо видимая комета C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS). Она была открыта в январе 2023 года астрономами из китайской обсерватории Tsuchinshan — в феврале открытие подтвердила система оповещения об астероидах ATLAS. Первоначально объект приняли за астероид, но после стало известно, что речь идёт о комете. В конце сентября она будет видна на закате, и лучше всего её будет наблюдать в Южном полушарии. 27 сентября комета достигнет перигелия, пройдя на расстоянии 58 млн км от Солнца, что примерно соответствует орбите Меркурия, и станет двигаться в соединении с Солнцем, 9 октября отдалится от него на 3,5°, а 12 октября пройдёт на расстоянии 71 млн км от Земли, достигнув максимальной яркости.

К сожалению, этого может не произойти. Расчёты показывают, что C/2023 A3 движется из облака Оорта — такие кометы ранее никогда не проходили вблизи от Солнца, а их ядра покрыты очень летучими материалами, которые испаряются вдали от звезды, производя кратковременные всплески яркости. Но по мере приближения к Солнцу их яркость может снизиться или упасть до нуля. Обычно, когда такие объекты пересекают орбиту Марса, их устойчивая тенденция к увеличению яркости начинает ослабевать — резкое снижение яркости будет свидетельствовать, что сближения с Солнцем она, вероятно, не переживёт.

Этой точки комета достигнет в конце июля. Если после этого момента её яркость продолжит расти, то есть большая вероятность, что осенью нас ждёт увлекательное зрелище — если же она останется на одном уровне или начнёт уменьшаться, то перспективы объекта незавидны. И наблюдать за этим процессом летом можно будет только из Южного полушария.

Во вторник 14 мая 2024 года в 19:51 по московскому времени на Солнце достигла пика мощнейшая в текущем 11-летнем цикле вспышка, сила которой по 10-бальной шкале достигла значения X8.7. Вспышку в рентгеновском диапазоне породило крупное пятно AR3664, уже отличившееся в конце прошлой недели. Но в этот раз впечатляющих полярных сияний ждать не стоит — потенциальный коронарной выброс массы ушёл в сторону от Земли.

Источник изображений: NOAA

До того как уйти за западный край Солнца, пятно AR3664 — локальная область переключения линий магнитного поля звезды, испустило три вспышки экстремального уровня: X1.7, X1.3 и колоссальную X8.7. Последняя вспышка привела к сбою коротковолновой связи почти везде на дневной стороне Земли. Не исключено, что пятно AR3664 могло породить и более интенсивные вспышки, но оно ушло за край горизонта и стало недоступно для наблюдений.

В ночь с 10 на 11 мая из-за случившихся днями ранее коронарных выбросов массы в сторону Земли — прицельных облаков солнечной плазмы, ускоряющих друг друга по причине малых интервалов между выбросами, на планете даже в южных районах наблюдались красочные полярные сияния. В интернете полно роликов и фотографий, где полярные сияния видели даже в Краснодарском крае, что случается очень и очень редко. Поскольку Солнце приближается к очередному пику активности, а это может произойти даже раньше обычного — уже нынешней осенью — подобных событий может стать намного больше и они будут ещё ярче.

В начале недели и вчера на Солнце произошли мощнейшие за последний год вспышки, которые сопровождались выбросами коронарной массы звезды. По нашей планете одновременно ударила очередь из пяти выбросов солнечной плазмы и возникшая вчера поздно вечером рентгеновская вспышка. «Спутники Starlink под ударом, но пока держатся», — написал в сети Х Илон Маск. Также под ударом оказались энергетические сети на земле.

Солнце 10 мая 2024 года через ультрафиолетовые фильтры. Источник изображения: NOAA

Солнце продвигается к очередному пику своей 11-летней активности, который в этот раз может произойти раньше — не к середине 2025 года, а уже осенью 2024 года. Этот период характеризуется частым появлением пятен на Солнце, которые провоцируют сильнейшие вспышки в рентгеновском диапазоне, а также могут сопровождаться выбросами коронарной массы — облака плазмы вещества звезды.

Каждое из этих явлений по-своему влияет на магнитосферу нашей планеты, вызывая в общем случае перебои коротковолновой радиосвязи, наведение постоянного тока в линиях электропередач и в протяжённых металлических конструкциях — трубопроводах и железнодорожных рельсах. В качестве утешения человечеству остаётся наблюдать красочные полярные сияния, которые по мере увеличения активности Солнца смещаются всё дальше и дальше к южным районам Земли.

Полярное сияние в небе 10 мая 2024 года в штате Мичиган. Источник изображения: Adam Gumbrecht

Ночью 11 мая магнитная буря на Земле достигла экстремального уровня мощности G5, что обещает стать самым серьёзным событием такого рода с октября 2003 года. Тогда это привело к перебоям в подаче электроэнергии в Швеции и повреждению трансформаторов в Южной Африке, поясняют в Bloomberg. Возможно, в этот раз тоже произойдут сбои. Пока же Илон Маск в социальной сети X (бывшая Twitter) посетовал, что спутники интернет-связи Starlink находятся под давлением, хотя пока держатся. Магнитная буря очевидным образом может нарушить связь с ними и вызвать сбои в системах ориентирования.

Также велика опасность, что раздувшаяся под воздействием магнитных возмущений ионосфера будет сильнее тормозить спутники на низкой орбите, что приведёт к их сходам с орбиты и падением на Землю. В прошлом такое уже случалось как раз со спутниками сети Starlink.

По данным Института прикладной геофизики РФ (ИПГ), уровень бури достиг показателя G5 в два подряд трехчасовых периода с 00:00 до 06:00 мск. Поскольку в пятницу на Солнце произошли новые вспышки экстремальной интенсивности, магнитная буря на Земле продлиться все выходные и может захватить первые дни новой недели. Но сильнее всего учёных поразила серия последовательных как из пулемёта коронарных выбросов массы, прогнозировать воздействие которых на Землю тяжело вследствие их плотного взаимодействия друг с другом. Такое явление встречается очень редко и поэтому плохо изучено.