Новое моделирование предполагает, что причины взрывных штормов на Солнце могут лежать гораздо ближе к его поверхности, чем предполагалось на первый взгляд.
Ученые нашли возможное происхождение магнитного поля Солнца , но оно оказалось не там, где они думали.
Открытие, сделанное с помощью сложного компьютерного моделирования, предполагает, что магнитное поле Солнца возникает из-за нестабильности плазмы во внешних слоях солнечной поверхности, а не из глубины звезды, как считали исследователи ранее.
Если выводы верны, их открытие может дать ученым больше шансов предсказать солнечные вспышки и штормы, которые могут вызвать перебои в подаче электроэнергии, вывести из строя Интернет и даже отправить спутники на Землю. Исследователи раскрыли свои выводы в исследовании, опубликованном 22 мая в журнале Nature .
«Я думаю, что этот результат может быть спорным», — заявил в своем заявлении соавтор Китон Бернс , научный сотрудник Массачусетского технологического института . «Большая часть сообщества была сосредоточена на поиске глубоко под поверхностью Солнца. Теперь мы показываем, что существует другой механизм, который, кажется, лучше соответствует наблюдениям».
Солнце представляет собой гигантский плазменный шар, заряженные ионы которого кружатся, создавая мощные магнитные поля . Эта область бурлящей, текущей плазмы, известная как «зона конвекции», занимает верхнюю треть радиуса Солнца и простирается от поверхности до, примерно, 200 000 километров под его поверхностью.
Линии магнитного поля не могут пересекать друг друга, поэтому иногда эти поля образуют изломы, а затем внезапно разрываются, что, в свою очередь, провоцирует всплески радиации, называемые солнечными вспышками , или огромные шлейфы солнечного материала, называемые корональными выбросами массы (КВМ). После запуска КВМ движутся со скоростью миллионы километров в час, сметая заряженные частицы солнечного ветра, образуя гигантский объединенный волновой фронт, который, если его направить на Землю, может вызвать геомагнитные бури.
В видимом свете оно кажется спокойным, но если посмотреть в рентгене или жестком ультрафиолете, видна огромная корональная дыра. Обычно силовые линии локальных магнитный полей замкнуты. Это мешает заряженным частицам свободно улетать в межпланетное пространство. Но если силовые линии размыкаются (например, из-за пересоединения), на этом месте образуется "дыра", через которую частицы покидают Солнце свободнее. Это и есть корональные дыры. Это значит, сейчас в сторону Земли летит больше солнечного ветра, а это может стать причиной сияний и небольших магнитных бурь ближайшие дни.
По сообщению специалистов Лаборатории солнечной астрономии ИКИ и ИСЗФ, за прошедшие сутки на Солнце произошло уже 3 вспышки высшего уровня. Все события связаны с активной областью 3697, вернувшейся к Земле, которая при прошлом прохождении мимо планеты вызвала крупнейшую с 2017 года вспышку на Солнце уровня Х8.7 и самую сильную с 2005 года магнитную бурю.
За последние 3 дня с момента возвращения активная область произвела уже 5 вспышек уровня Х. Избежать встречи с солнечными массами не удастся. Центр взрыва находится очень близко от линии Солнце-Земля, а плазменное облако направлено почти точно на планету.
К орбите Земли солнечное вещество придет скорее всего во вторник, 4 июня, с предварительной силой удара – G3 (сильная буря).
Геофизики из Университета Юты совместно с коллегами из Японии и Франции проанализировали донные отложения в Северной Атлантике и показали, что смена магнитных полюсов Земли может длиться в семь раз дольше, чем считалось ранее. Продолжительность «переворота» земного магнита может достичь 70 000 лет. Все это время Земля не защищена от космических лучей и солнечного ветра.
Полярное сияние над Исландией. Во время перестройки магнитного поля полярные сияния возникают в самых неожиданных местах, например, на экваторе
Магнитные микробы. Главным инструментом исследования стали крошечные кристаллы магнетита, которые вырабатывали древние микроорганизмы. Когда эти бактерии погибали, кристаллы оседали на дно и ориентировались строго вдоль линий магнитного поля, подобно стрелке компаса, прежде чем быть замурованными в ил. Но инверсия магнитного поля Земли — это не мгновение, а долгая фаза снижения магнитного поля, когда оно может стать многополюсным и хаотичным, лишая планету защиты на целые тысячелетия.
Магнитное поле Земли, рождающееся в недрах из-за движения жидкого внешнего ядра, не является стабильной величиной. На протяжении миллионов лет северный и южный полюса периодически менялись местами. Эти события, называемые геомагнитными инверсиями, фиксируются в древних породах и океанических осадках.
Традиционно считалось, что процесс «переворота» занимает около 10 000 лет. Однако новые данные, полученные при изучении кернов из глубоководных скважин у берегов Ньюфаундленда, показали другое.
Соавтор работы Юджи Ямамото изучает буровые керны на борту судна JOIDES Resolution во время экспедиции 2012 года в Северной Атлантике.
Ученые обнаружили свидетельства инверсий эпохи эоцена, которые происходили 40 миллионов лет назад и растягивались на десятки тысяч лет. Этот процесс не был внезапным: магнитный щит планеты постепенно ослабевал, «колебался», и только после долгого периода нестабильности полюса окончательно закреплялись в новых позициях. Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.
Последствия затяжного хаоса
Магнитное поле защищает Землю от солнечного ветра.
Ослабление магнитного поля на столь долгий срок имеет критическое значение для всего живого. Магнитная оболочка служит защитной сеткой, отражающей жесткое космическое излучение и солнечный ветер. Соавтор работы Питер Липперт подчеркивает серьезность угрозы: «Удивительная особенность магнитного поля заключается в том, что оно обеспечивает сеть безопасности против радиации из космического пространства. Если на планету попадает больше солнечной радиации, это изменяет все живое».
Липперт отмечает, что длительное воздействие космических лучей на атмосферу и поверхность Земли ведет к росту генетических мутаций и возможной эрозии атмосферного слоя.
Анализ микроскопических кристаллов магнетита, оставленных древними организмами, позволил ученым восстановить высокоточную шкалу времени для двух инверсий: одна длилась 18 000 лет, а другая — беспрецедентные 70 000 лет. Это открытие подтверждает теоретические модели земного динамо, которые допускают существование крайне затяжных переходных периодов, ранее не зафиксированных в геологической летописи.
На этой неделе Солнце выпустило мощную солнечную вспышку класса X – крупный всплеск электромагнитно заряженных частиц, которые осветили ночное небо Земли при входе в атмосферу планеты. Эффект оказался мягкоговоря впечатляющим, так как полярное сияние достигло многих южных регионов.
Но виды ещё более впечатляющи над атмосферой Земли, когда смотришь с Международной космической станции – именно такое видео снял японский астронавт Кимия Юи. Ролик показывает великолепные оттенки, покрывающие ночное небо Земли, танцующие высоко над поверхностью как рассеянное многоцветное свечение.
Юи был одним из четырёх членов экипажа, которых недавно эвакуировали с МКС, хотя остаётся неясным, у кого из астронавтов возникла медицинская проблема. Астронавт JAXA поделился видео через четыре дня после того, как NASA впервые сообщило о "медицинской проблеме с членом экипажа", и за пять дней до возвращения на Землю на борту космического корабля SpaceX Crew Dragon на несколько недель раньше графика.
Зная, что я скоро вернусь, солнце, должно быть, постаралось изо всех сил, так как я смог запечатлеть очень красивое полярное сияние. Я был счастлив снять это явление, но прежде всего, представляя, как все улыбаются от радости при просмотре кадров, я улыбнулся про себя.
Вот еще пара роликов с МКС:
Эта последняя солнечная буря достигла статуса G4 – или "сильной" категории, согласно Национальному управлению океанических и атмосферных исследований США (NOAA) – что вызвало столкновение заряженных частиц, выпущенных корональным выбросом массы, с магнитосферой Земли.
Полярные сияния возникают, когда эти заряженные частицы взаимодействуют с газами в атмосфере и ионизируют их, в результате чего излучается свет различных цветов. Хотя на них ослепительно смотреть, все эти взаимодействия частиц могут нанести ущерб спутникам и другим созданным человеком объектам на орбите Земли.
По данным Live Science, это была особенно мощная геомагнитная буря – но не самая сильная в истории наблюдений. Буря в мае 2024 года достигла статуса G5 или "экстремальной", став первой с такой силой с момента столь же свирепой "Великой хэллоуинской солнечной бури" 2003 года.
Стив (англ. Steve) — атмосферное явление, которое выглядит как длинная светлая полоса на небе. Полоса окрашена в оттенки фиолетового, и сопровождается краткими зелёными всполохами в виде частокола. Ширина Стива 25—30 км и длина от 100 до 1000 километров.
Помните те потрясающие полярные сияния, которые мы наблюдали в мае?
Оказывается, это было не единственное "наследство" от мощнейшей за 20
лет солнечной бури! Выяснилось, что наша планета обзавелась новым
радиационным поясом Ван Аллена.
Обычно вокруг Земли вращаются два пояса Ван Аллена - этакие гигантские "бублики" из заряженных частиц, пойманных магнитным полем планеты. Но иногда, когда Солнце особенно разбушуется, может появиться и третий! NASA сообщает, что новый пояс обнаружен между двумя постоянными с помощью специального спутника CIRBE CubeSat. И самое интересное - он может задержаться надолго. Ученые предполагают, что пояс просуществует от нескольких месяцев до нескольких лет!
Хоть появление нового пояса и звучит захватывающе, сильные солнечные бури могут нести реальную угрозу. Они способны нарушить работу GPS, спутниковой связи и другой важной техники.
Сегодня утром (23 апреля) Солнце устроило настоящее зрелище, выпустив не одну, не две, а четыре солнечные вспышки в почти идеальной гармонии. И космическая обсерватория солнечной динамики НАСА (SDO) засняла это на камеру.
GIF
Солнце только что произвело четыре солнечных извержения почти в унисон. (Изображение предоставлено: NASA/SDO и научными группами AIA, EVE и HMI / helioviewer.org)
По данным Spaceweather.com, множественные выбросы Солнца за последние 24 часа, могут приближаться к Земле. Если хотя бы один из них заденет магнитное поле Земли, может возникнуть геомагнитная буря класса G1. Наиболее вероятные даты воздействия — 25 и 26 апреля.
Источник фото Spaceweather.com.
Симпатические солнечные вспышки возникают, когда нестабильности быстро перемещаются из одного региона в другой вдоль соединяющих их магнитных петель. Обычно в результате таких взрывов часть выброшенного материала достигает Земли и может нарушить работу электросетей, телекоммуникационных сетей, орбитальных спутников. Кроме того, он может подвергнуть астронавтов опасному уровню радиации.
Комментарии