Лекции о Солнце полностью

Этот вопрос возник давно, и вокруг него до сих пор идут бурные споры. На первый взгляд, влиять вроде бы нечему. Замкнутые петли магнитного поля солнечных пятен до Земли не достают. Если же во время вспышек заряженные частицы и выбрасываются в космос, то магнитное поле Земли не пускает их в атмосферу. Усиление потока ультрафиолетового и рентгеновского излучения во время вспышек также не пропускается к поверхности Земли ее воздушной оболочкой. В результате даже во время мощных солнечных вспышек загорать не опаснее, чем обычно: поток ультрафиолета у поверхности Земли почти не меняется. В общем, от Солнца мы достаточно далеки и вдобавок прикрыты от всплесков его излучений щитами атмосферы и магнитного поля.

Но так ли верен этот первый взгляд?.. 6 мая 1852 года на заседании Лондонского королевского общества (академии наук) был зачитан мемуар Эдуарда Сабина, в котором говорилось об удивительном совпадении циклов солнечных пятен и циклов так называемых магнитных бурь. Этот термин предложил выдающийся немецкий естествоиспытатель, барон Александр фон Гумбольдт (1769–1859). Магнитные бури проявлялись в том, что иногда стрелки компасов начинали беспорядочно поворачиваться. При этом выяснилось, что это явление имеет глобальный характер: международная сеть первых магнитометров, введенная в строй по настоянию Александра фон Гумбольдта и выдающегося математика физика и астронома Карла Гаусса (1777–1855), фиксировала магнитные бури одновременно на пяти континентах! Сабин указал, что эпохи минимумов и максимумов для циклов солнечных пятен, обнаруженных Швабе, и циклов магнитных бурь полностью совпадают. 31 июля того же года об аналогичном выводе заявил Рудольф Вольф в Берне, 18 августа – Альфред Готье в Сионе. Это тройное открытие подтверждало объективность сделанных выводов.

Со временем статистика пополнялась. Появление аномально крупных групп пятен на Солнце неоднократно сопровождалось магнитными бурями и полярными сияниями. В феврале 1892 года наблюдалась просуществовавшая на протяжении пяти оборотов Солнца самая крупная группа пятен за всю предыдущую историю наблюдений. Прохождение этой группы пятен по солнечному диску сопровождалось мощным полярным сиянием. Новые и новые случаи подтверждали обнаруженную закономерность.

Как было указано выше, 1 сентября 1859 года Кэррингтон впервые в мире наблюдал на Солнце «белую вспышку». В этот период, с 28 августа по 4 сентября, на всем земном шаре бушевала магнитная буря. Направление и напряженность магнитного поля Земли стремительно и бессистемно менялись. Стрелки компасов беспорядочно метались. Прервались телеграфные сообщения, телеграфные аппараты искрились. Наблюдались мощнейшие полярные сияния, которые охватили огромные площади, спустившись до низких широт. Магнитометры зарегистрировали сильнейший всплеск магнитного поля Земли как раз в тот момент, когда Кэррингтон и Ходжсон наблюдали вспышку на Солнце…

Рис. 25. Вид группы пятен воспроизведен по зарисовке Кэррингтона. Гигантская группа пятен в сентябре 1859 года породила серию мощных вспышек, на Земле разразилась сильнейшая магнитная буря

По выражению Бальфура Стюарта, наблюдателя Солнца в обсерватории Кью, «Солнце было захвачено на месте преступления!»

Сегодня мы знаем, что причиной магнитных бурь и полярных сияний являются не сами пятна, но результаты мощных солнечных вспышек, которые происходят вблизи пятен. Мощные потоки протонов спустя сутки-двое после вспышки достигают внешней магнитной оболочки Земли – так называемой магнитосферы, вызывая в ней сильные изменения (магнитные бури). Но поскольку мощных вспышек без пятен не бывает, цикличность пятен определила и цикличность магнитных бурь.

Исследования в ХХ веке показали, что солнечные вспышки изменяют состояние самых верхних слоев земной атмосферы – так называемой ионосферы. Потоки заряженных частиц, прибывающих сюда от Солнца, а также потоки энергичного коротковолнового излучения (рентгеновского и ультрафиолетового) повышают степень ионизации ионосферы. В результате в ионосфере возникают мощные электрические токи, сопровождающиеся, в свою очередь, целым набором электромагнитных явлений, включая генерацию колебаний и волн различной частоты. Изменения в ионосфере приводят к нарушениям радиосвязи.

Электромагнитные явления, вызываемые солнечными событиями, иногда бывают очень мощными. Известен знаменитый случай, когда в марте 1989 года частицы крупнейшей солнечной вспышки навели сильные токи в обмотке силового трансформатора в канадской провинции Квебек. В результате аварии целая провинция несколько часов была обесточена. Известны случаи выхода из строя электронных датчиков железнодорожной сигнализации, появления непредвиденных токов в сетях электропередач.