«Ученые вспышек не боятся»

За последние несколько дней на Солнце произошло несколько крупных вспышек, вызвавших выброс облаков плазмы, направившихся к Земле. Насколько экстраординарны эти события? Опасны ли они для нас? Какие у них будут последствия? Ответить на этот вопрос мы попросили Сергея Богачева, главного научного сотрудника лаборатории рентгеновской астрономии Солнца (ФИАН). И проиллюстрировали снимками и таймлапсами полярных сияний, которые из-за вспышек на протяжении нескольких ночей были видны в самых разных широтах.

Шестого сентября 2017 года на Солнце произошла крупная вспышка, которая привлекла внимание как ученых так и прессы. С 1997 года, когда ведутся калиброванные каталоги вспышек, насчитывается только пять событий большей мощности, причем последнее из них произошло ровно 12 лет назад — 7 сентября 2005 года. Вспышка произвела крупные облака плазмы, которые в настоящий момент движутся к Земле и должны достичь орбиты нашей планеты в ночь с 8 на 9 сентября. Как обычно бывает в таких случаях, это событие вызвало ряд вопросов, свидетельствующих, с одной стороны, о распространенном непонимании, что же такое вспышка на Солнце, а с другой — о вполне объяснимом беспокойстве, чем грозят Земле вспышки вообще и это конкретное событие в частности.

Попробуем, пользуясь произошедшим событием на Солнце как информационным поводом, коротко ответить на некоторые из этих вопросов.

Прежде всего, что же такое вспышка? Чтобы понять это, надо осознать тот факт, что Солнце представляет собой очень простой физический объект. Предельно упрощая ситуацию, скажем так: это гигантский шар протонов и электронов, образующих вместе нейтральную раскаленную среду, называемую плазмой. Как при движении электронов по проводам возникает электрический ток, так и при течениях плазмы и заряженных частиц в атмосфере Солнца легко возникают магнитные поля и электрические токи. Энергия, которую содержат эти токи, является для Солнца лишней, и оно охотно и легко от нее избавляется во всех доступных ему формах. Такими формами являются выброс энергии (взрыв), который и представляет собой вспышку, и менее известный способ — выброс вещества в межпланетное пространство. Последний способ, хотя и менее известен, является основной причиной магнитных бурь, которые обычно ошибочно связывают со вспышками.

Тем самым и вспышки и выбросы представляют собой в определенном смысле неизбежную часть сложной жизни Солнца и отчасти являются платой за наше с ним соседство. Можно сказать, что Солнце без вспышек вызвало бы гораздо большую озабоченность у астрономов, так как это свидетельствовало бы о каких то глубинных изменениях его фундаментальных процессов. К слову, такие периоды наблюдались на Солнце и наблюдаются на звездах солнечного типа. Иными словами, ученые вспышек не боятся.

Можно ли так же легко развеять страх перед вспышками у людей, далеких от астрономии? Трудно сказать. Думаю, прежде всего надо вспомнить красивую романтическую фразу: жизнь на дне воздушного океана. Да, это именно так — мы все живем на дне воздушного океана под надежной защитой двух щитов, атмосферы и магнитного поля. Ни разу в истории человечества ни одно воздействие солнечной вспышки не смогло пробить эти щиты. Все факторы вспышки: и облака плазмы, и энергичные частицы, и жесткое излучение — надежно тормозятся ими. Все что мы испытываем и регистрируем приборами здесь, около земной поверхности, лишь слабые отголоски солнечного шторма, который разворачивается в это время где-то там наверху, точно так же, как глубинная рыба под многокилометровой толщей воды не подозревает о том, что где-то там наверху ходят десятиметровые волны и тонут корабли. О том, как надежно работают эти щиты, можно судить по тому простому факту, что большинство людей, не сообщи им об этом пресса и ученые, даже не узнали бы о произошедшем недавно одном из крупнейших взрывов на Солнце.

Вместе с тем преуменьшать значение солнечных вспышек тоже было бы неправильно. Однако опасность, которая с ними связана, имеет иную природу, чем та, что обычно представляется людям. Это опасность не биологическая, а техническая. Мы живем в эпоху, когда очень многое в нашей жизни зависит от техники, которая становится все более сложной. И в ряду этой техники все большее значение приобретают спутники. Именно они и являются основными носителями рисков, возникающих в связи с космической погодой. И если представить вспышку, которая могла бы уничтожить биологическую жизнь на Земле, не решится ни один астроном, даже самый апокалиптически настроенный, то выход из строя космических аппаратов под воздействием тяжелых солнечных частиц является в наши дни обыденностью. И, по-видимому, именно через этот фактор нашей жизни — через зависимость от работы космических средств связи и навигации, человечество в дальнейшем будет все более уязвимо для угроз, связанных с космической погодой.

Именно поэтому американские астрономы ведут постоянное наблюдение за активностью Солнца. В частности, вспышку, произошедшую 6 сентября, зарегистрировала обсерватория солнечной динамики SDO. У России, к сожалению, подобных технических возможностей сегодня нет.

И все же, может ли случиться так, что Солнце станет опасным не только для спутников, но и для человека? Да, но только когда человек выйдет за пределы Земли, то есть за пределы ее защиты. Именно после появления дальней космонавтики, при освоении планет, в ходе дальних пилотируемых полетов факторы влияния Солнца станут значимы, как никогда ранее. Впрочем это вопрос будущего, хотя и не такого далекого.

Что же касается произошедшего события, то Земля его переживет, как пережила за двадцать лет и другие пять вспышек. Прогноз предсказывает нам три дня геомагнитного шторма, достигающего уровня от 1 до 3-4 по 5-балльной шкале, а также полярные сияния до средних географических широт. И, возможно, ради последнего, одного из самых красивых в природе зрелища, и стоит терпеть солнечные вспышки.

Сергей Богачев,

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ФИАН