Почему каждые 11 лет на Земле бушуют магнитные бури — объясняет астроном Владимир Сурдин

Каждые 11 лет активность Солнца возрастает, что приводит к магнитным бурям и полярным сияниям даже на относительно южных широтах на Земле. Солнечные вспышки и коронарные выбросы оказывают влияние на магнитное поле нашей планеты, изменяя его структуру и создавая проблемы в электрических системах. Так наша технологически развитая цивилизация становится уязвимой.

Мы попросили рассказать об этом явлении Владимира Сурдина, кандидата физико-математических наук, старшего научного сотрудника Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга, доцента физического факультета МГУ.

Что происходит с Солнцем?

С момента изобретения телескопа, а тому уже более 400 лет, мы наблюдаем за поверхностью Солнца и видим, что время от времени там увеличивается количество темных пятен. Это не что иное, как область повышенного магнитного поля. Количество вспышек, а это фактически гигантские взрывы, которые происходят на поверхности Солнца по вине того же самого магнитного поля. То есть Солнце время от времени повышает свою активность, выбрасывает радиацию, ультрафиолетовые лучи, рентгеновское излучение. Это может влиять на Землю.

Наблюдения последних столетий выявили определенную периодичность в этом процессе: примерно с периодом в 11 лет активность Солнца повышается и понижается. Каждые 11-11,5 лет мы видим периоды повышенной активности Солнца.

В прошлом и нынешнем годах светило было активным. Количество вспышек увеличилось, они стали более мощными. Часто от такой вспышки в космос выбрасывается облако плазмы — это так называемый коронарный выброс.

Иногда он летит в сторону Земли и наталкивается на магнитное поле нашей планеты. Отчасти огибает ее, но магнитное поле Земли, ощущая этот удар, начинает деформироваться и вбрасывает заряженные частицы в атмосферу Земли, в основном в область магнитных полюсов. То есть вблизи географического Северного и Южного полюса.

Именно поэтому число полярных сияний каждые 11 лет возрастает и понижается. В периоды солнечной активности они наблюдаются не только в районе полюсов, но и поближе к экватору. Последние пару лет мы видели полярное сияние в Мурманске, Санкт-Петербурге, в Москве, а иногда бывает и еще южнее, но это очень мощные вспышки.

Как это влияет на нас?

На технологически развитую цивилизацию это влияет очень сильно. Наши приборы крайне чувствительны и к магнитному полю, окружающему их, и к электрическим токам, которые это магнитное поле возбуждают. Поэтому уничтожить небольшую электронную схему таким вот магнитным штормом очень даже легко. Особенно если она не на поверхности Земли, а в космосе, летает на борту космического аппарата. Да и человека в космосе тоже солнечная радиация может сильно потрепать.

Дело в том, что даже на орбите космонавт, защищенный, с одной стороны, магнитным полем, с другой — остатками земной атмосферы, да и самим телом Земли, которая тоже прикрывает его, тем не менее, подвергается радиации раз в 100 более высокой, чем на поверхности. Космонавт за год получает такую дозу, которая запрещает ему больше находиться в космосе. Надо отдохнуть, надо привести себя в нормальное состояние на Земле. Потом, через несколько лет можно продолжать полет.

Почему Солнце периодически становится активным, а затем понижает свою активность?

Причины пока точно неизвестны. Конечно, есть на этот счет идеи. Цикл солнечной активности, который происходит примерно каждые 11 лет, связан с изменением магнитного поля Солнца. В течение этого цикла магнитное поле звезды переворачивается, меняя местами магнитные полюса.

Есть такая очень сильная физическая теория космического динамо. Она описывает механизм, с помощью которого вращающиеся, конвективные и электропроводящие жидкости могут поддерживать магнитные поля на астрономических временных масштабах. Эта теория объясняет наличие магнитных полей у планет (таких как Земля, Меркурий, Юпитер), звезд (включая Солнце) и даже галактик. А вот найти причину периодического изменения солнечного магнитного поля, пока не получается.