Чем занимается служба космической погоды? Часть 2

Активность Солнца в разные дни неодинакова. Существуют многолетние циклы возрастания и убывания солнечной активности. Периоды этих циклов известны и используются для прогнозирования в будущее.

Но точно предсказать, в какой день и час произойдёт резкий выброс вещества и излучения из недр Солнца, не удаётся. Ровно как и предсказать точную дату и время землетрясений на нашей планете. Это определяется внутренними процессами звезды и планеты, которые сложно «прощупать» вглубь.

Хотя попытки, конечно, есть. Например, для зондирования недр Земли используются механические волны и наборы чувствительных датчиков, разнесённых на определённые расстояния. По задержке времени в пути и местам входа-выхода можно восстановить слегка изогнутую траекторию и плотность вещества на пути волны. Но с Солнцем так не сделать. Приходится его просто наблюдать.

Его наблюдают в разных диапазонах длин волн с наземных и космических телескопов. Рентген, ультрафиолет, видимый свет — снимки во всех диапазонах дают представление о разных глубинах Солнца и процессах, протекающих в его сферах. Ведь рентген проходит много вещества насквозь, поэтому, излучённый из глубины Солнца, он может выйти наружу и дать нам информацию о глубинной жизни звезды.

Но есть ещё множество неудобств. Солнце извергает не просто вещество, а заряженные частицы. Такие летят вдоль линий магнитного поля. Солнце имеет магнитное поле и при этом вращается вокруг своей оси. В итоге траектория выброшенных частиц оказывается в форме спиралей. Такие расходящиеся от Солнца спирали усложняют вопрос, попадут ли эти частицы именно на Землю или завернут в сторону?

Фактически выбросы, приходящие на Землю по спиралям, находятся на обратной стороне Солнца. С Земли и её орбитальных космических телескопов их увидеть невозможно. Для решения этой проблемы США запустили два спутника (проект STEREO), которые наблюдают за Солнцем с другой стороны (!). Стоит заметить, что расстояние от Земли до этих спутников более двухсот миллионов километров. Вообще, надо признать, что в беспилотном освоении других планет эта страна движется быстро и уверенно. У них в планах уже самые дальние планеты Солнечной системы и… выход за её пределы. Насколько хватит остаточного ресурса аппаратов. Россия в это время больше занималась людьми на околоземной орбите.

Задача понимания космической погоды ещё усложняется, если вспомнить, что время оборота вблизи полюсов Солнца не равно времени оборота его экватора. Можно образно представить, что было бы на Земле, если бы Африка быстро двигалась вдоль экватора, отрываясь от Азии и пытаясь протиснуться в Мексиканский залив. Из-за опережения вращением экватора полюсов Солнца там постоянно происходят растяжения и разрывы раскалённых потоков в средних широтах. Такие непредсказуемые разрывы намного усложняют прогнозирование будущих «извержений» на Солнце.

Поскольку Земля имеет магнитное поле, а движущиеся заряды создают своё магнитное поле, изменяется суммарное поле вблизи Земли. Называют это действием «солнечного ветра» на магнитосферу. Структура магнитосферы Земли очень сложна, её схему можно найти в Интернете по одноимённому запросу в поиск. Изменения магнитного поля влияют на самочувствие некоторых особенно чувствительных к этому людей. Собственно, магнитные бури — это и есть резкое усиление солнечного ветра и снос магнитосферы в сторону хвоста.

Мы ещё не касались испускания Солнцем частиц нейтрино. Правда, они мало кого волнуют. С веществом почти не взаимодействуют и проходят все планеты (включая всю Землю и нас с вами) насквозь без малейших последствий. Учёным даже пришлось строить специальные подземные лаборатории с высокочувствительными сенсорами, чтобы хоть несколько раз в год поймать по одной такой частице. О них вообще не знали, пока в ядерной физике не были открыты странные реакции, где нарушался закон сохранения импульса. Только тогда учёные предположили, что из реакции выходит не две, а три частицы, одну из которых не удавалось зарегистрировать.