сонячні спалахи

Що ж таке сонячний спалах? Якщо сказати коротко, це найсильніший вибух на Сонці, в результаті якого швидко вивільняється колосальна кількість енергії, що накопичилася в обмеженому обсязі сонячної атмосфери.

Найчастіше спалахи виникають в нейтральних областях. розташованих між великими плямами протилежної полярності. Зазвичай розвиток спалаху починається з раптового збільшення яскравості факельної майданчика - області яскравішою, а значить і більш гарячої фотосфери. Потім відбувається катастрофічний вибух, під час якого сонячна плазма розігрівається до 40-100 млн К. Це проявляється в багаторазовому посиленні короткохвильового випромінювання Сонця (ультрафіолетового і рентгенівського), а також в посиленні "радіоголосу" денного світила і в викиді прискорених сонячних корпускул (часток) . А в деяких найбільш потужних спалахи генеруються навіть сонячні космічні промені, протони яких досягають швидкості, що дорівнює половині швидкості світла. Такі частинки мають смертоносної енергією. Вони здатні майже безперешкодно проникати в космічний корабель і руйнувати клітини живого організму. Тому сонячні космічні промені можуть стати серйозною загрозою для екіпажу, захопленого під час, польоту раптовим спалахом.

Таким чином, сонячні спалахи випромінюють радіацію у вигляді електромагнітних хвиль і в вигляді частинок речовини. Посилення електромагнітного випромінювання відбувається в широкому діапазоні довжин хвиль - від жорстких рентгенівських променів і гамма-квантів до кілометрових радіохвиль. При цьому загальний потік видимого випромінювання залишається завжди постійною з точністю до часток відсотка. Слабкі спалахи на Сонці бувають практично завжди, а великі - раз в декілька місяців. Зате в роки максимуму сонячної активності великі сонячні спалахи відбуваються по кілька разів на місяць. Зазвичай невелика спалах триває 5 - 10 хвилин; найпотужніші - кілька годин. За цей час в околосолнечное простір викидається хмара плазми масою до 10 млрд т і виділяється енергія, еквівалентна вибуху десятків, а то і сотень мільйонів водневих бомб! Однак потужність навіть найбільших спалахів не перевищує сотих часток відсотка від потужності повного випромінювання Сонця. Тому при спалаху не відбувається помітного збільшення світності нашого денного світила.

Своїм походженням такі імпульси повинні, ймовірно, анігіляції електронно-позитронних пар. Позитрон, як відомо, - це античастинка електрона. Він має ту ж масу, що і електрон, але наділений протилежним електричним зарядом. Коли електрон і позитрон стикаються, що може відбуватися при сонячних спалахах, вони негайно ж знищуються, перетворюючись в два фотони гамма-випромінювання.

Як і будь-яке нагріте тіло, Сонце безперервно випускає радіохвилі. Теплове радіовипромінювання спокійного Сонця, коли на ньому немає плям і спалахів, постійно і на міліметрових і сантиметрових хвилях виходить з хромосфери, а на метрових - з корони. Але варто тільки з'явитися великим плям, статися спалах, як на тлі спокійного радіовипромінювання виникають сильні радіовсплесков. І тоді радіовипромінювання Сонця стрибкоподібно зростає в тисячі, а то й в мільйони разів!

Фізичні процеси, що призводять до виникнення сонячних спалахів, дуже складні і ще мало вивчені. Однак сам факт появи сонячних спалахів майже виключно у великих групах плям свідчить про родинні зв'язки спалахів з сильними магнітними полями на Сонце. І спалах - це, мабуть, не що інше, як грандіозний вибух, викликаний раптовим стисненням сонячної плазми під тиском сильного магнітного поля. Саме енергія магнітних полів, якимось чином звільняючись, породжує сонячну спалах.
Випромінювання сонячних спалахів нерідко досягають нашої планети, надаючи сильний вплив на верхні шари земної атмосфери (іоносферу). Вони ж призводять до виникнення магнітних бур і полярних сяйв.

Наслідки сонячних спалахів

Іноді ж, при дуже сильних спалахах, радіоперешкоди тривають по кілька діб поспіль, поки неспокійне світило не «приходило в норму". Залежність простежується тут настільки чітко, що за частотою таких перешкод можна судити про рівень сонячної активності. Але головні обурення, викликані на Землі спалахової активністю світила, попереду.

Слідом за короткохвильовим випромінюванням (ультрафіолетовим і рентгенівським) нашої планети досягає потік високоенергічних сонячних космічних променів. Правда, магнітна оболонка Землі досить надійно захищає нас від цих смертоносних променів. Але для космонавтів, що працюють у відкритому космосі, вони представляють досить серйозну небезпеку: опромінення може легко перевищити допустиму дозу. Ось чому близько 40 обсерваторій світу постійно беруть участь в патрульної Службі Сонця - ведуть безперервні спостереження за спалахової активністю денного світила.

Ледве хмари сонячних частинок зіткнулися із Землею, як заметушилися стрілки компасів, а нічне небо над планетою прикрасили різнокольорові сполохи полярного сяйва. Серед хворих різко почастішали серцеві напади, зросла кількість дорожніх катастроф.

Так що там магнітні бурі, полярні сяйва. Під напором велетенських корпускулярних хмар здригнувся буквально всю земну кулю: у багатьох сейсмічних зонах сталися землетруси. І як би в довершення всього стрибкоподібно змінилася тривалість доби на цілих 10. мікросекунд!

Космічні дослідження показали, що земна куля оточений магнітосферою, тобто магнітної оболонкою; всередині магнітосфери напруженість земного магнітного поля переважає над напруженістю міжпланетного поля. І щоб спалах могла вплинути на земну магнітосферу і саму Землю, вона повинна відбутися в той час, коли активна область на Сонці розташована поблизу центру сонячного диска, тобто орієнтована в бік нашої планети. В іншому випадку все спалахову випромінювання (електромагнітне та корпускулярне) промчать стороною.

Плазма, яка спрямовується з поверхні Сонця в космічний простір, володіє певною щільністю і здатна чинити тиск на будь-які зустрічаються на її шляху перешкоди. Таким суттєвою перешкодою є магнітне поле Землі - її магнітосфера. Вона надає протидія потокам сонячної речовини. Настає момент, коли в цьому протиборстві обидва тиску врівноважуються. Тоді межа земної магнітосфери, підгорнутим потоком сонячної плазми з денною боку, встановлюється на відстані приблизно 10 земних радіусів від поверхні нашої планети, а плазма, не маючи можливості рухатися прямо, починає обтікати магнітосферу. При цьому частинки сонячного речовини витягують її магнітні силові лінії, і на нічній стороні Землі (в протилежному від Сонця напрямку) у магнітосфери утворюється довгий шлейф (хвіст), який простягається за орбіту Місяця. Земля ж зі своєї магнітної оболонкою виявляється всередині цього корпускулярного потоку. І якщо звичайний сонячний вітер, постійно оточуючий магнітосферу, можна порівняти з легким бризом, то стрімкий потік корпускул, породжених потужної сонячної спалахом, подібний до страшного урагану. Коли такий ураган налітає на магнітну оболонку земної кулі, вона ще сильніше стискається з соняшникової боку і на Землі розігрується магнітна буря.

Таким чином, сонячна активність впливає на земний магнетизм. З її посиленням частота та інтенсивність магнітних бур зростає. Але зв'язок ця досить складна і складається з цілого ланцюга фізичних взаємодій. Головним сполучною ланкою в цьому процесі є посилений потік корпускул, що виникає під час сонячних спалахів.

Частина енергійних корпускул в полярних широтах проривається з магнітною пастки в земну атмосферу. І тоді на висотах від 100 до 1000 км швидкі протони й електрони, стикаючись з частинками повітря, збуджують їх і змушують світитися. В результаті спостерігається полярне сяйво.