Добро пожаловать на нашу сегодняшнюю лекцию! Сегодня мы погрузимся в увлекательный мир космических исследований и узнаем о революционном проекте Solar Orbiter, который помогает нам лучше понять наше Солнце и его влияние на нашу планету.

🌞 Ученые получили невероятные снимки из космоса! (Источник) Космический аппарат Solar Orbiter, созданный совместными усилиями Европейского космического агентства (ЕКА) и NASA, сделал революционные снимки тончайших структур солнечного ветра.

🔍 Специальный инструмент Metis, работающий как сверхмощный коронограф, смог заглянуть за яркий солнечный свет и запечатлеть удивительные спиральные структуры. Эти потрясающие образования простираются на расстояние от 1,5 до 3 радиусов Солнца — это примерно 2 миллиона километров!

🌍 Ученые особенно рады этим открытиям, так как впервые получили прямое доказательство существования альфвеновского солнечного ветра. Это особый поток заряженных частиц, который движется по магнитным линиям Солнца и влияет на космическую погоду нашей планеты.

🎯 Миссия Solar Orbiter будет продолжаться до 2026 года (с возможным продлением до 2030 года), что даст нам возможность глубже понять наше Солнце и его влияние на нашу жизнь. Эти исследования помогут улучшить прогнозирование полярных сияний и защитить наши технологии от воздействия космической погоды.

Присоединяйся в наше сообщество в Telegram и будь в курсе самых свежих новостей астрономии и космонавтики каждый день!

(Источник)

Оба этих процесса продолжаются уже миллиарды лет, но, как известно, ничто во Вселенной не вечно. Рано или поздно они завершатся, и вопрос в том, какой из процессов первым выйдет из этой космической гонки.

Современные научные данные позволяют нам сделать обоснованные прогнозы.

Жизненный цикл Солнца

Солнце зародилось примерно 4,6 миллиарда лет назад, и сейчас оно находится в наиболее стабильной фазе своей эволюции, называемой "главной последовательностью". В ядре нашего светила при температуре около 15 миллионов градусов Цельсия происходят термоядерные реакции, в ходе которых водород превращается в гелий.

Исходя из современных астрофизических моделей, запасов водорода в ядре Солнца должно хватать примерно на 10-11 миллиардов лет непрерывного "горения" с момента начала термоядерной реакции. Это означает, что нашей звезде осталось пребывать в текущем стабильном состоянии еще около 5-6 миллиардов лет. После этого начнутся необратимые изменения, которые кардинально повлияют на всю Солнечную систему.

Когда запасы водорода в ядре Солнца будут исчерпаны, оно начнет превращаться в нестабильного красного гиганта — внешние слои звезды будут стремительно расширяться, а ее светимость значительно возрастать. Эта фаза звездной эволюции продлится около одного миллиарда лет и приведет к такому росту температуры на Земле, что все ее водоемы испарятся, а раскаленная поверхность станет совершенно непригодной для жизни.

Финальная стадия эволюции Солнца наступит примерно через 7 миллиардов лет, считая от дня сегодняшнего, когда оно сбросит внешние оболочки и превратится в чрезвычайно плотный белый карлик, который будет медленно — невероятно медленно — остывать триллионы лет.

Тепловая эволюция ядра Земли

Ядро Земли состоит из двух частей: твердого внутреннего ядра (радиусом около 1 220 километров) и жидкого внешнего ядра (радиусом около 2 200 километров). Температура в центре Земли достигает примерно 5500-6000 градусов Цельсия.

Тепло земного ядра поддерживается несколькими ключевыми источниками:

Остаточное тепло от формирования планеты

Сформировавшись около 4,54 миллиарда лет назад, Земля регулярно сталкивалась с другими космическими телами. Вкупе с гравитационным сжатием это привело к высвобождению огромного количества тепла, часть которого оказалась "заперта" в ядре.

Энергия от гравитационной дифференциации

По мере того как тяжелые элементы, такие как железо и никель, опускались к центру планеты, а более легкие поднимались к поверхности, выделялась дополнительная энергия.

Тепло от распада радиоактивных элементов

Уран, торий и калий, содержащиеся в недрах Земли, постепенно распадаются, выделяя тепло, которое поддерживает температуру ядра.

Геофизические исследования показывают, что остывание ядра происходит крайне медленно — за миллиард лет его температура понижается примерно на 100 градусов. Это связано с низкой теплопроводностью мантии и коры, которые действуют как теплоизоляционный слой.

При текущих темпах остывания, к моменту, когда Солнце исчерпает запасы водорода, температура ядра Земли снизится примерно на 500-600 градусов.

Вывод

Научные данные однозначно указывают: Солнце завершит свой жизненный цикл значительно раньше, чем остынет ядро Земли. Кроме того, даже после перехода Солнца в стадию белого карлика земное ядро будет сохранять большую часть своей тепловой энергии.

Однако с практической точки зрения важнее другой факт: жизнь на Земле станет невозможной задолго до превращения Солнца в белый карлик. Постепенное увеличение светимости нашей звезды (примерно на 10% каждый миллиард лет) приведет к катастрофическому глобальному потеплению и испарению всех океанов уже через 1-2 миллиарда лет — задолго до начала фазы красного гиганта.

Читайте также:

• Как «умирают» солнцеподобные звезды?

• Солнце — это гигантская водородная бомба массой 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 тонн.

• Почему в космосе темно, если светит Солнце?

Хотя регион 4046 ещё не имел дельта-пятна и не отличался сложной конфигурацией, сочетание факторов оказалось благоприятным для сильнейшей за последнее время вспышки именно из этой области. Видео вспышки ниже.

Согласно прогнозам NOAA, в ближайшие два дня вероятность повторных «иксов» будет около 20 %, кроме того, учёные прогнозируют разрастание области в начале апреля. Если это действительно случится, следующие вспышки могут быть направлены на Землю.

Хотя сила от этого выплеска плазмы тоже имела последствия: например, отключение американских коротковолновых радиостанций.

Активность на Солнце возрастает в сравнении с недавним затишьем.

Помимо области 4046, в «симфонии» солнечной активности в эти дни «играет» ещё и область 4043. Её конфигурация бетта-гамма является более сложной, но пока что вспышки остаются на уровне С.

Затмение

Не только вспышки интересны в эти дни, но также и затмение, которое произойдёт сегодня, 29 марта.

Приготовьтесь снимать затмение, если у вас есть для этого оборудование, а тем, кто не снимает, — смотреть на него, но только через очки с фильтрами для солнечных затмений с ISO 12312-2, ведь просто солнечные очки для такого точно не подойдут. Если возможности посмотреть вживую не будет, то затмение можно будет посмотреть онлайн, например, на сайте Timeanddate.com.

В Северной Америке оно приобретёт форму «рогов дьявола» на рассвете. Европе со зрелищностью повезёт намного меньше: Луна будет лишь немного закрывать Солнце, и само затмение будет видно днём, но точное время нужно корректировать в зависимости от вашего местоположения. Вовсе не удастся посмотреть на это редкое событие только жителям части Южной Европы.

Космический аппарат NASA снова совершит близкий пролет мимо Солнца, это будет второй из трех запланированных встреч через раскаленную солнечную корону.

Космический зонд Parker Solar Probe совершил свой рекордный первый проход на расстоянии 6 миллионов километров от пылающего Солнца в декабре, приблизившись ближе, чем любой другой объект, отправленный ранее.

Планы включают повторный вход в солнечную корон. Поскольку пролет происходит за пределами зоны связи, команда миссии не получит данных от Parker до вторника после обеда.

Parker — самый быстрый космический аппарат, созданный человеком, и снова должен достичь скорости 430,000 миль в час (690,000 километров в час) в момент ближайшего подхода.

Запущенный в 2018 году для того, чтобы получить детальный взгляд на Солнце, Parker с тех пор пролетел прямо через его внешнюю атмосферу, или корону.

Ученые надеются, что данные от Parker помогут им лучше понять, почему внешняя атмосфера Солнца в сотни раз горячее его поверхности и что вызывает солнечный ветер — сверхзвуковой поток заряженных частиц, постоянно вырывающихся из Солнца.

Доминик Франсуа Жан Араго родился в коммуне Эстагель в Восточных Пиренеях на юге Франции 26 февраля 1786 года. Он был старшим ребёнком в семье. Его братья, как и Франсуа, не остались безызвестными: один из них, Этьен Венсан, писал в соавторстве немало драматических произведений. Но наиболее выдающимся в семье оказался Франсуа.

Исследования

В возрасте 18 лет Араго поступил в Политехническую школу в Париже, несколько лет спустя был назначен секретарём Парижской обсерватории. Свой путь к науке он проложил через тернии, начиная с геодезических исследований. В юности он участвовал в экспедиции по измерению дуги меридиана, проходящей через Францию и Испанию. Всё бы ничего, если бы не опасность: экспедиция проходила во время войны с Испанией, и Араго во время своей научной работы был взят под арест.

Выйдя из-под ареста, Араго смог опубликовать результаты исследования меридиана. Это и другие достижения привели к неожиданному: всего-то в возрасте 23 лет его избрали членом Французской академии наук.

Впрочем, одним из важнейших вкладов Араго стали не столько геодезические исследования, сколько физические: например, открытие вращательного магнетизма. Так, он обнаружил, что вращающийся медный диск способен вызывать отклонение магнитной стрелки, расположенной над ним. Это явление (вращение Араго), позже объяснённое Фарадеем с помощью закона электромагнитной индукции, стало предвестником создания электродвигателей и генераторов.

Это открытие принесло ему медаль Копли Королевского общества в 1825 году. На этом путь учёного не кончился. Он смог провести эксперимент, подтверждающий правильность теории дифракции, разработанной Френелем.

Астрономия

Существенный вклад учёный внёс в изучение неба. Араго разработал поляризационный фильтр, с помощью которого можно было исследовать поляризованный свет. Это отлично пригодилось в изучении таких объектов, как, например, кометы.

Первой изученной таким образом стала комета Траллеса, открытая 1 июля 1819 года.

Анализ Араго показал, что свет от хвоста кометы был поляризован. Он понял, что комета не имела собственного света, а некоторый свет от её хвоста был отражённым от Солнца. Благодаря открытию учёным поляризационного фильтра позже был также изобретён полярископ. В придачу, открыв цветную поляризацию, он изобрёл фотометр и цианометр.

Согласно опубликованной Кембриджем биографии, Араго одним из первых догадался о взаимодействиях полярных сияний и магнитных бурь.

Кстати о последних: одно из центральных мест в исследованиях учёного занимало именно Солнце. Во время великого полного солнечного затмения 1842 года он смог провести тщательные наблюдения и прийти к выводу, что Солнце полностью газообразное, что в то время было революционной концепцией.

И дальше…

В 1830 году Араго стал директором Парижской обсерватории. На этом посту он продолжил развитие астрономических инструментов и методов наблюдения. Он усовершенствовал методы измерения диаметров планет и звёзд, а также занимался изучением солнечных пятен.

Араго был не только учёным, но и активным политическим деятелем. Он был убеждённым республиканцем и выступал за свободу и равенство. После революции 1848 года стал членом Временного правительства и занимал пост морского и военного министра. Так он, в частности, способствовал отмене рабства во французских колониях.

Наука должна быть доступна всем — ещё одно убеждение учёного. Араго читал публичные лекции по астрономии, которые собирали огромные аудитории. Его стиль преподавания отличался ясностью и увлекательностью, способствовал завлечению всё большего числа людей к занятию наукой.

Про него можно было сказать так: он отвечал ясно, даже если вопрос был трудным.

Что происходит?

Солнечный цикл всё ещё находится в расцвете сил. Это сказывается на том, как много мы видим пятен: их число — около десяти — вот уже почти неделю. За период с 14 марта наибольшей областью была AR14028, достигшая размера в 240 миллионных доль полушария 15 марта.

Также она произвела десять слабых вспышек с момента своего появления на Солнце 12 марта. Самой сильной её вспышкой была С8.8.

Ещё более интересной и сложной областью в этот период была AR14019, достигшая максимума своего размера в 210 миллионных доль полушария 12 марта. 10 и 15 числа область отличилась наличием дельта-пятна, однако сильных вспышек вместе с этим не последовало. Всего за время существования с 7 марта AR14019 произвела порядка десяти небольших взрывов.

Другими активными регионами за прошедшую неделю были AR14031, AR14025, AR14030. Самой сильной активностью была вспышка M1.5 19 марта из области солнечных пятен 14031.

Кроме того, в это же время к Земле были обращены корональные дыры. Эффекты, вызванные выбросами из них, как, например, из CH1276 19 марта, привели к небольшому шторму.

Равноденствие и полярные сияния

Ближе к 20 марту участилось количество полярных сияний в разных уголках мира. Виной тому — несколько факторов, один из которых — равноденственный эффект, а также «эффект Рассела-Макферрона», который предполагает, что к периоду 20 марта (весеннее равноденствие) магнитное поле Земли всё больше трещит по швам. Это, в свою очередь, приводит к тому, что больше частиц проникают внутрь, создавая условия для авроры.

Авторы исследований, такие как Рябова Светлана (см. в конце текста), отмечают, что преимущественное значение имеет всё же эффект равноденствия.

В ближайшем будущем сияния будут, как и ранее, в высоких широтах. От 35 до 60 % — вероятность сильных магнитных бурь в этих регионах. В средних широтах магнитное поле будет активным с вероятностью около 25 %.

Прогноз и динамика

В период с 23 по 24 марта стоит ожидать поток солнечного ветра из CH1277 и последующее угнетение магнитного поля. Количество солнечных пятен уменьшается. Согласно сайту Solen, пик солнечного цикла уже прошёл, поэтому активность Солнца идёт на спад.

Вспышки класса Х не предвидятся, по крайней мере, в ближайшие дни. Однако, в период до 23 марта состояние магнитозависимых может порой ухудшаться. В целом, можно со спокойной душой вылазить из бункеров, если вы сейчас там.

Спасибо за правку @StarHunter

Источник: Рябова Светлана Александровна. Геомагнитные вариации и синхронные с ними вариации уровня подземных вод и микросейсмического фона в условиях средних широт: диссертация ... кандидата Физико-математических наук: 25.00.10 / Рябова Светлана Александровна; [Место защиты: ФГБУН Институт динамики геосфер Российской академии наук], 2018