Вспышка в зародыше. Готовится революция в изучении Солнца и магнитных бурь

В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) создали передовое научное оборудование, которое позволит изучать нашу звезду и лучше узнать происходящие на ней процессы. С учётом того, что сейчас в самом разгаре очередной цикл солнечной активности и много людей страдают от магнитных бурь, эта разработка придётся весьма кстати.

Как заглянуть под огненную завесу

Новый прибор в этом году отправят на Международную космическую станцию. Именно оттуда он будет изучать Солнце, регистрируя его излучение в терагерцевом диапазоне.

Дело в том, что поверхность нашей звезды скрыта огненной завесой, поэтому получаемые с неё данные не всегда точны. Созданная в ФИАН аппаратура выведет наблюдения на новый уровень. Образно говоря, позволит раскрыть одну из загадок Солнца — тайну зарождения вспышек, которые часто сопровождаются выбросами плазмы и всплесками электромагнитного излучения. Такое исследование проводится впервые.

Терагерцевый диапазон представляет собой часть спектра от 1 до 10 триллионов герц. Эта область лежит между видимым спектром и микроволновым излучением. Раньше Солнце в этом диапазоне не изучалось. Во-первых, земная атмосфера почти не пропускает его. Во-вторых, не было надёжных детекторов. Теперь их удалось создать.

По словам руководителя проекта, заведующего лабораторией физики Солнца и космических лучей ФИАН Владимира Махмутова, анализ данных показывает, что во время мощных солнечных вспышек излучение в терагерцевом диапазоне сильно отличается от излучения в других спектрах. Иногда именно в нём виден рост потоков электромагнитного излучения. Возможно, это указывает на зарождающиеся процессы накопления и выделения энергии.

Проще говоря, чтобы узнать, как возникают солнечные вспышки и что их провоцирует, надо наблюдать за Солнцем в терагерцевом диапазоне. Он помогает проникнуть в тонкий слой хромосферы, недоступный для прямых наблюдений.

Поможет прогнозировать землетрясения и извержения вулканов

Свои теоретические предположения учёные хотят проверить практическим экспериментом. А для этого прибор лучше разместить на внешней стороне МКС — волны терагерцевого диапазон хорошо поглощает водяной пар, входящий в атмосферу Земли, так что наблюдения с орбиты будут точнее.

Новый прибор состоит из восьми детекторов. Каждый из них настроен на определённый узкий диапазон частот в терагерцевой области спектра. Первые данные планируют получить в следующем году.

Запланированный эксперимент станет важным шагом в прогнозировании космической погоды, радиационной обстановки и магнитных бурь на Земле. «Он позволит найти и изучить характеристики процессов энерговыделения, которые в значительной степени ответственны за образование солнечных вспышек», — говорит Владимир Махмутов.

В общем, прогнозы магнитных бурь станут более точными и качественными. Возможно, учёным удастся обнаружить предвестники солнечных вспышек. А в дальнейшем на основе этого прибора создадут более совершенное оборудование для исследований космоса в терагерцевом диапазоне.

Оно понадобится для исследований не только Солнца, но и астрофизических объектов в дальнем космосе, а также активных процессов в земной коре. А это уже будет иметь непосредственное практическое применение — улучшит прогнозирование землетрясений и вулканических извержений.

Цикл солнечной активности разгоняется

Напомним, текущий цикл солнечной активности стартовал в декабре 2019 года. Продлиться он должен примерно до 2030 года.

Ожидалось, что цикл будет средним по силе. Но Солнце показало свою строптивость. В августе прошлого года среднее значение индекса солнечного цикла (он отражает количество солнечных пятен и их групп за месяц) составило 215.5, что стало абсолютным рекордом не только текущего, но и предыдущего цикла активности. В XXI веке такого ещё не наблюдали.

Значит, у звезды накопились колоссальные запасы энергии, которую оно будет расходовать, сделали вывод учёные. И происходить это будет в 2025 году.

«То, что текущий цикл может достичь такой величины, не предсказывалось никакими моделями, — отмечает руководитель Лаборатории солнечной астрономии Института космических исследований РАН и Института солнечно-земной физики РАН Сергей Богачёв. — Теперь большая часть учёных считает, что максимальные значения индекса солнечного цикла будут достигнуты в 2025 году».

Помимо риска для здоровья (под угрозой в первую очередь люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями), повышенная солнечная активность представляет потенциальную опасность для космических аппаратов и спутников связи. Потоки солнечного ветра и частиц высоких энергий могут повреждать их оборудование, а «разбухшая» от бомбардировки плазмой атмосфера — тормозить спутники, отчего их орбита будет снижаться.