Вспышки солнца это что

Солнечные вспышки

Вспышки на Солнце представляют собой взрывы, вследствие которых выделяется энергетический поток в объёме около 160 млрд мегатонн. Они затрагивают абсолютно все слои атмосферы нашей звезды – фото-, хромосферу и корону. Что это за явление, почему оно образуется, и к каким последствиям оно приводит, будет рассмотрено в статье.

Общее описание

Солнечные вспышки протекают в нескольких фазах, основная из них – импульсная. Её длительность, как правило, составляет пару минут, а объём энергии, которая высвобождается за весь этот отрезок времени, равен миллиардам мегатонн. Энергетический поток, как правило, определяется в заметном диапазоне волн.

В 1970 г. было предложено использование специальной классификации взрывов у солнечной поверхности. Внедрил её Д. Бейкер. Она основывается на проведении измерений амплитуды всплеска в диапазоне от 0,5 до 10 кэВ. На основании данной градации солнечные вспышки получают балл в виде буквы, за которой следует индекс. Он определяется величиной пика интенсивности излучения.

Индекс является своего рода уточнением параметра интенсивности вспышки и находится в диапазоне от 1,0 до 9,9. Для букв «X» этот показатель увеличивается. Фиксирование излучения Солнца стало доступным только после того, как был произведён запуск «Спутника-2», и было использовано специальное оборудование. Поэтому официальные уточнённые данные об этих показателях до 1957 г. отсутствуют.

Классификация солнечных вспышек

Причины появления

Вспышки на Солнце появляются непросто так, а по определённым причинам. Как и любая другая звезда, наше светило – огромный шар, состоящий из газа. Его вращение происходит вокруг собственной оси, скорость вращения разных частей неодинакова: на полюсах явления протекают медленнее, на экваторе – быстрее. В результате происходит закручивание магнитного поля с плазмой, а также его усиление, что приводит к его подъёму на поверхность. В этих зонах в связи с повышением активности образуются вспышки на Солнце.

Говоря простыми словами, энергия, выделяемая в процессе вращения светила, может становиться магнитной. А в тех областях, где ее выделяется слишком много, появляются взрывы. Этот процесс можно сопоставить с принципом работы электрической лампочки, подключаемой к сети. В случае чрезмерного повышения напряжения происходит её перегорание.

Прогнозы учёных

Солнечные вспышки могут быть запросто предсказаны учёными. Ведь они работают в данном направлении в течение нескольких десятилетий в попытках объяснить явление и спрогнозировать очередной взрыв. Практика показывает, что самые малоприятные проявления солнечной активности настигают человечество неожиданно. Связано это, в первую очередь, с тем, что сделать более или менее точные прогнозы можно только вследствие оценки магнитных полей, которые непостоянны и нестабильны.

Если принимать во внимание уровень негативного влияния и опасность, которую несут в себе солнечные вспышки, можно сделать вывод о важности их прогнозирования. Так что учёные постоянно находятся в поиске действенных методик прогнозирования. В течение длительного времени синоптики применяли следующие способы:

• казуальная технология предполагает предвидение предстоящей вспышки путём моделирования, требуется тщательное изучение физических нюансов;
• синоптическая техника подразумевает проведение комплексной оценки поведения солнца, предшествующего взрыву.

Учёные давно пришли к выводу о взаимосвязи между корональным происхождением и магнитной природой вспышек. Поэтому в целях создания более качественных прогнозов придётся объединять обе методики.

Влияние и степень опасности

Солнечные вспышки на сегодняшний день играют прикладную роль в ходе исследования поверхности звезды, а именно – её элементарного состава. Они представляют собой не что иное, как возбудитель излучения для спектрометров, которые присутствуют на бортах суден, отправляемых в космос.

Основными факторами, влияющими на процесс образования ионосферы, является УФ излучение и рентгеновские лучи. Они приводят к значительным изменениям свойств верхней атмосферы и повышению ее плотности. Это значит, что плотность становится выше, а высота движения спутников искусственного происхождения – моментально снижается.

Плазменные облака, выброс которых происходит в процессе этих взрывов, влекут за собой появление геомагнитных бурь. Они, в свою очередь, оказывают негативное влияние на технические приспособления и самочувствие людей. Наряду с этим вследствие вспышек происходит полярное сияние. Изучением данного вопроса занимаются гелиобиологи.

Геомагнитные бури

Вспышки на Солнце – причина бурь. Они представляют собой возмущение поля, продолжающееся от нескольких часов до пары дней. Это – одно из существенных направлений геомагнитной активности. Они спровоцированы поступлением в окрестности планеты Земля возмущённых потоков, а также их взаимосвязью с магнитосферой.

Частоты, с которой появляются такие бури, коррелирует с 11-летним циклом активности звезде. Если средняя частота равна 30 бурь в год, их количество может равняться 1-2 явления поблизости от минимума и 50 – от максимума. Это говорит о том, что солнечные вспышки действительно оказывают влияние на окружающие обстоятельства и требуют детального прогнозирования.

Особенности классификации

Как уже отмечалось, вспышки на Солнце приводят к появлению магнитных бурь, которые, в свою очередь, делятся на разновидности (по индексу).

1. К-индекс. Он представляет собой отклонение магнитного поля от нормального значения на протяжении 3 часов. Такой параметр ввёл Ю. Бартельс в 1938 г. Он представлен в значениях, находящихся в диапазоне 0-9.
2. Кр-индекс. Он является планетарным и определяется как средний показатель К-индексов, которые определяются в 13 обсерваториях, находящихся между 44 и 60 градусами с. ш. и ю. ш. Диапазон аналогичный.
3. G-индекс. Система оценки силы, которая была выведена NOAA в 1999 г. Показатель даёт характеристику интенсивности шторма в отношении человечества представителей фауны, средства электротехники и т. д. Градация по уровням – от G1 до G5 по мере возрастания силы.

Все эти параметры позволяют изучать солнечные вспышки максимально подробно и делать соответствующие выводы об их особенностях.

Роль в зарождении жизни

Вспышки на Солнце играют важную роль в зарождении жизни на Земле. По крайней мере, такую гипотезу выдвигают многие современные учёные. Дело в том, что взрывы поспособствовали разогреву нашей планеты. В итоге выбрасываемый энергетический поток привел к тому, что строение простых молекул значительно усложнилось.

Порядка 4 млрд лет тому назад Земле доставалось только 70% солнечной энергии в сравнении с тем, что есть в настоящее время. Это говорит о том, что планета должна была представлять собой шар изо льда. Тем не менее, геологические свидетельства утверждают, что она всегда была тёплой и содержала огромные массы жидкой воды. По-научному данный феномен называется «Парадокс слабого молодого Солнца».

Звезда производит вспышки, а также выбросы масс, однако они не настолько интенсивны. Планета имеет внушительное магнитное поле, которое обеспечивает защиту от большей части энергии. Расчёты экспертов показывают, что элементы космической погоды направлялись вниз вдоль линий магнитного поля, а затем врезались в молекулы азота, находившиеся в атмосфере, что приводило к изменению химического состава и формированию условий для жизни. Наряду с этим чрезмерно большое количество энергии, которую дают солнечные вспышки, может оказаться губительным.

Таким образом, рассматриваемое явление, несмотря на относительную изученность, для учёных является загадкой и требует более тщательного исследования.

Источник

Вспышки на Солнце и магнитные бури

Солнечные вспышки

Солнечная вспышка – взрывной процесс выделения энергии (кинетической, световой и тепловой) в верхних слоях Солнца.

Вспышки охватывают все слои солнечной атмосферы: фотосферу, хромосферу и корону. Сразу отметим, что солнечные вспышки и корональные выбросы массы являются различными и независимыми проявлениями солнечной активности.

Солнечные вспышки, как правило, происходят в местах взаимодействия солнечных пятен противоположной магнитной полярности, а точнее вблизи нейтральной линии магнитного поля, разделяющей области северной и южной полярности. Энерговыделение мощной солнечной вспышки может достигать 6×10 25 Дж, что составляет 160 миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте или приблизительный объем мирового потребления электроэнергии за 1 миллион лет.

Вспышки – это самые большие взрывные события Солнечной системы. Они видны яркими областями на Солнце и могут длиться от нескольких минут до нескольких часов. Фотоны от вспышки достигают Земли примерно за 8,5 минут после ее начала; далее в течение нескольких десятков минут доходят мощные потоки заряженных частиц, а облака плазмы достигают нашей планеты только через двое-трое суток.

Интенсивность вспышек на Солнце

Энергию вспышки определяют в видимом диапазоне электромагнитных волн по произведению площади свечения в линии излучения водорода, характеризующей нагрев нижней хромосферы, на яркость этого свечения, связанную с мощностью источника.

Также используют классификацию, основанную на непрерывных однородных измерениях амплитуды теплового рентгеновского всплеска в диапазоне энергий 0,5—10 кэВ (с длиной волны 0,5—8 ангстрем), проводимых некоторыми искусственными спутниками Земли.

Согласно классификации, которая была предложена в 1970 году Д.Бейкером, солнечной вспышке присваивается балл — обозначение из латинской буквы и индекса за ней. Буквой может быть A, B, C, M или X в зависимости от величины пика интенсивности рентгеновского излучения.

Вспышки на Солнце онлайн

Выбор для классификации вспышек рентгеновского диапазона обусловлен более точной фиксацией процесса: если в оптическом диапазоне даже крупнейшие вспышки увеличивают излучение на доли процентов, то в области мягкого рентгеновского излучения (1 нанометр) — на несколько порядков, а жесткое рентгеновское излучение спокойным Солнцем не создается вообще и образуется исключительно во время вспышек.

Регистрация рентгеновского излучения Солнца, так как оно полностью поглощается атмосферой Земли, началась с первого запуска космического аппарата «Спутник-2», поэтому данные об интенсивности рентгеновского излучения солнечных вспышек до 1957 года полностью отсутствуют.

Опасны или нет? Влияние солнечных вспышек

Солнечные вспышки имеют прикладное значение при исследовании элементного состава поверхности небесного тела с разреженной атмосферой или при ее отсутствии, выступая в роли возбудителя рентгеновского излучения для рентгенофлуоресцентных спектрометров, установленных на борту космических аппаратов.

Жесткое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение вспышек — основной фактор, ответственный за формирование ионосферы, способный также существенно менять свойства верхней атмосферы Земли: плотность ее существенно повышается, что ведет к быстрому снижению высоты орбиты искусственных спутников (до 1 километра в сутки).

Плазменные облака, выбрасываемые во время вспышек, приводят к возникновению геомагнитных бурь, которые определенным образом влияют на технику и самочувствие людей. Раздел биофизики, изучающий влияние изменений активности Солнца и вызываемых ею возмущений земной магнитосферы на организмы, называется гелиобиологией. Также вспышки создают полярное сияние, чаще всего вблизи полюсов.

Геомагнитные бури

Геомагнитная буря – возмущение геомагнитного поля длительностью от нескольких часов до нескольких суток.

Геомагнитные бури являются одним из видов геомагнитной активности. Они вызываются поступлением в окрестности Земли возмущенных потоков солнечного ветра и их взаимодействием с магнитосферой Земли.

Частота появления умеренных и сильных бурь на Земле имеет четкую корреляцию с 11-летним циклом солнечной активности: при средней частоте около 30 бурь в год их число может составлять 1-2 бури в год вблизи солнечного минимума и достигать 50 бурь в год вблизи солнечного максимума.

Классификация магнитных бурь

K-индекс – это отклонение магнитного поля Земли от нормы в течение трехчасового интервала. Индекс был введен Юлиусом Бартельсом в 1938 году и представляет собой значения от 0 до 9 для каждого трехчасового интервала (00:00 – 03:00, 03:00 – 06:00, 06:00 – 09:00 и т. д.) мирового времени.

Kp-индекс – это планетарный индекс. Вычисляется как среднее значение К-индексов, определенных на 13 геомагнитных обсерваториях, расположенных между 44 и 60 градусами северной и южной геомагнитных широт. Его диапазон также от 0 до 9.

G-индекс – пятибалльная шкала силы магнитных бурь, которая была введена Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США (NOAA) в ноябре 1999 года. G-индекс характеризует интенсивность геомагнитного шторма по воздействию вариаций магнитного поля Земли на людей, животных, электротехнику, связь, навигацию и т. д. По этой шкале магнитные бури подразделяются на уровни от G1 (слабые бури) до G5 (экстремально сильные бури). G-индекс соответствует Kp минус 4; то есть G1 соответствует Kp=5, G2 соответствует Kp=6 и т.д.

Магнитные бури онлайн. Прогноз магнитных бурь

Роль звездных вспышек в зарождении жизни

Как ни странно, ученые полагают, что солнечные бури были ключом к зарождению жизни на Земле. Мощные солнечные взрывы, возможно, имели решающую роль в разогреве Земли. Выбрасываемая энергия превратила простые молекулы в сложные, такие как ДНК и РНК, необходимые для жизни.

Около 4 миллиардов лет назад Земля получала лишь 70% энергии от Солнца, по сравнению с тем, что мы имеем сегодня. Это означает, что наша планета должна была быть ледяным шаром. Вместо этого, геологические свидетельства говорят о том, что она была теплой и имела океаны жидкой воды. Ученые называют это «Парадокс слабого молодого Солнца».

Солнце до сих пор производит вспышки и выбросы масс, но они не являются столь частыми и интенсивными, как ранее. Более того, на сегодняшний день Земля имеет сильное магнитное поле, которое уберегает нас от большей части энергии, достигающей нашей планеты. Но наша молодая планета имела более слабое магнитное поле. Расчеты ученых показывают, что в то время частицы космической погоды путешествовали вниз по линиям магнитного поля, врезаясь в изобилие молекул азота в атмосфере, изменяя химию и создавая условия для жизни.

В тоже время, слишком большое количество энергии может быть губительно для молодых планет. Постоянная цепь звездных извержений и ливней из частиц может содрать атмосферу, если магнитосфера слишком слаба. Понимание этих процессов поможет ученым определить, какие звезды и какие планеты могут быть гостеприимными для жизни.

© 2015-2021 Ин-Спейс. Все права защищены.

Использование всех текстовых материалов без изменений разрешается только с активной гиперссылкой на издание Ин-Спейс. Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются только в образовательных и информационных целях.

Сетевое издание Ин-Спейс зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 04 мая 2018 года. Свидетельство о регистрации Эл № ФС 77 — 72684.

Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18 лет.

Источник