Почему Солнце?

Солнце — сердце нашей системы, источник жизни и энергии. Но долгое время его тайны оставались недоступными: как нагревается его атмосфера до миллионов градусов? Что вызывает солнечные бури, угрожающие Земле? Ответы на эти вопросы дала миссия NASA «Паркер Солар Проуб» (Parker Solar Probe). Запущенный в 2018 году, зонд завершает свою эпопею в 2025 году, установив рекорды и переписав учебники астрофизики.

История: 60 лет пути к звезде
Идея отправить зонд к Солнцу появилась в 1958 году, но технологии того времени не позволяли создать аппарат, способный выжить в адской жаре. Прорыв произошел благодаря астрофизику Юджину Паркеру, который в 1958 году предсказал существование солнечного ветра — потока заряженных частиц, истекающих из короны. В 2017-м NASA впервые назвало миссию в честь еще живого ученого, а 12 августа 2018 года зонд стартовал с мыса Канаверал на ракете Delta IV Heavy.

Цели: Четыре главных вопроса 
1. Почему солнечная корона (внешняя атмосфера) в 300 раз горячее поверхности Солнца? 
2. Как ускоряется солнечный ветер до невероятных скоростей? 
3. Что вызывает корональные выбросы массы (CME) — гигантские облака плазмы, угрожающие Земле? 
4. Как защитить технологии от космической погоды?

Технологии: Щит против звезды

Чтобы приблизиться к Солнцу на 6,1 млн км (для сравнения: Меркурий в 10 раз дальше!), зонд нуждался в уникальной защите: 
- Тепловой экран: Углепластиковый щит диаметром 2,4 м и толщиной 11 см отражает 99% солнечного излучения, сохраняя приборы при 30°C, несмотря на внешнюю температуру до 1400°C. 
- Система охлаждения: Солнечные панели охлаждаются циркулирующей водой под давлением, предотвращая плавление. 
- Автономность: Аппарат сам корректирует положение, чтобы экран всегда был направлен к Солнцу.

Хроника миссии: От 2018 к 2025 
2018–2021: Первые рекорды 
- 2018: Старт и первые гравитационные маневры вокруг Венеры для сближения с Солнцем. 
- 2019: Первое погружение в солнечную корону. Зонд подтвердил, что магнитные «зигзаги» вблизи Солнца ускоряют частицы ветра. 
- 2021: Установлен рекорд скорости — 586 864 км/ч (достигнут за счет гравитации Солнца).

2022–2024: Прорывные открытия
- 2022: Обнаружена «пылевая пустыня» — область возле Солнца, где космическая пыль испаряется от жара. 
- 2023 Зафиксированы «нановспышки» — триллионы микроскопических взрывов, объясняющих нагрев короны. 
- 2024: Пролет через корональный выброс массы (CME). Данные показали, как магнитные вихри формируют опасные для Земли частицы.

Май 2025: Итоги и последние подвиги 
К маю 2025 года зонд совершил 23 из 24 запланированных сближений с Солнцем. Вот ключевые достижения: 
- Скорость: 735 000 км/ч (0,068% скорости света) — быстрее любого рукотворного объекта. 
- Рекордное сближение: 6,1 млн км от фотосферы. 
- Полярные исследования: В 2025 году аппарат изучил высокоширотные регионы, обнаружив «супербыстрый» солнечный ветер (до 1000 км/с), рождающийся в магнитных арках. 
- Выживание: Несмотря на радиационные повреждения датчиков, 90% систем остаются работоспособными.

Главные открытия
1. Разгадка тайны короны: Нановспышки, возникающие каждую секунду, нагревают корону до 1-2 млн °C. 
2. Солнечный ветер: «Быстрый» ветер рождается в корональных дырах, «медленный» — в стримерах (петлях плазмы). 
3. Космическая погода: Данные о CME помогли улучшить прогнозы геомагнитных бурь на 50%, защитив спутники и энергосети. 
4. Магнитные вихри: Вблизи Солнца обнаружены структуры, ускоряющие частицы подобно гигантским ускорителям.

Декабрь 2025: Финальный рывок к Солнцу
В декабре 2025 года зонд «Паркер» совершит свой 24-й и последний перигелий, приблизившись к Солнцу на 5,9 млн км— это расстояние равно всего 8 солнечным радиусам. На таком «близком» расстоянии аппарат окажется в эпицентре солнечной активности, где магнитные поля переплетаются, как нити в кипящем котле. Основная цель финального этапа — изучение магнитных пересоединений, процессов, которые высвобождают энергию, эквивалентную миллиардам водородных бомб за доли секунды. Эти данные помогут понять, почему солнечные вспышки иногда «промахиваются» мимо Земли, а иногда обрушиваются на нее с разрушительной силой.

После завершения маневра «Паркер» начнет медленное, но необратимое падение к Солнцу. К 2030 году он войдет в плотные слои короны, где его теплозащитный экран, рассчитанный на 1400°C, не выдержит температуры выше 2 млн°C. Аппарат испарится, став частью звезды, которую изучал.

Научное наследие: Что останется после «Паркера»?
К 2025 году миссия уже передала более 50 терабайт данных — этого хватит на десятилетия исследований. Вот ключевые направления, которые изменят науку: 
1. Моделирование звездной активности: Алгоритмы, обученные на данных «Паркера», используются для прогнозирования вспышек на других звездах, таких как TRAPPIST-1, где ищут следы жизни. 
2. Защита межпланетных миссий: Инженеры миссии Artemis (высадка на Луну) и Mars Colonization Program используют данные о солнечной радиации для улучшения защиты астронавтов. 
3. Энергетика будущего: Изучение нановспышек вдохновило эксперименты по управляемому термоядерному синтезу — ученые пытаются воссоздать «мини-Солнце» в лабораториях.

Космическая археология: Как «Паркер» изменил подход к исследованиям 
До «Паркера» изучение Солнца велось в основном с помощью телескопов и моделей. Эта миссия доказала, что прямые измерения вблизи звезды возможны. Теперь NASA и ESA разрабатывают зонды нового поколения: 
- Solaris (ESA, 2026): Изучит полярные регионы Солнца, используя технологии «Паркера» для выживания в радиационных поясах. 
- Helios Reborn (NASA, 2030): Зонд с искусственным интеллектом, способный автономно корректировать траекторию в реальном времени, избегая солнечных штормов.

Эпилог: Зачем мы это сделали?
Миссия «Паркер» стоила 1,5 млрд долларов — это меньше, чем бюджет фантастических блокбастеров о спасении Земли. Но ее ценность неизмерима. Она показала, что: 
- Человечество способно сотрудничать с природой, а не только бороться против нее. Даже Солнце, кажущееся врагом, можно сделать союзником, изучая его законы. 
- Наука — это приключение. Каждый день «Паркера» был квестом: от расшифровки сигналов до борьбы с космическими угрозами. 
- Звезды ближе, чем кажется. Через 100 лет данные «Паркера» могут стать основой для межзвездных двигателей, использующих солнечный ветер как парус.

Последние слова зонда 
Когда в 2030-х годах «Паркер» прекратит передачу сигналов, его последнее сообщение будет простым: набор координат и время последнего перигелия. Но для человечества это станет не точкой, а многоточием. Как написал один из инженеров миссии: «Мы не прощаемся со звездой. Мы говорим: “До встречи в следующих миссиях”».

*Статья подготовлена с использованием данных NASA, ESA и научных публикаций по состоянию на май 2025 года.

Солнечный ветер – это поток ионизированных частиц, испускаемых солнечной короной во всех направлениях со скоростью 300 - 1200 км/с в окружающее космическое пространство. Температура атмосферы Солнца, которую называют короной, настолько высока, что сила гравитации не способна удержать ее вещество вблизи поверхности звезды, и оно непрерывно «утекает» в космос. Этот поток заряженных частиц имеет порывистый турбулентный характер, поскольку взаимодействует с переменным магнитным полем Солнца. Солнечный ветер достигает Земли за 2 – 3 суток и взаимодействует с магнитосферой нашей планеты, что становится причиной множества природных явлений, таких, как геомагнитные бури и полярные сияния.

В представленном видео в центре показано Солнце, запечатленное датчиком Extreme Ultraviolet Imager, установленным на борту Solar Orbiter. Красное кольцо вокруг Солнца – результаты наблюдений турбулентных потоков солнечного ветра, полученные коронографом Metis. Приведенные данные демонстрируют изменения яркости солнечной короны, что напрямую зависит от плотности потока заряженных частиц.

Турбулентность оказывает влияние на то, каким образом потоки заряженных частиц, попадая в межпланетное пространство, движутся в Солнечной системе и как они взаимодействуют с магнитными полями планет и их спутников. Понимание характера движения потоков солнечного ветра имеет решающее значение при прогнозировании различных природных явлений на Земле.

Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: ГОРОД НАУКИ | Дзен,

а также на нашем сайте: Научно-популярный онлайн-журнал "Город науки".

Радиотелескоп позволит следить за потоком заряженных частиц, которые вызывают изменения в магнитосфере и ионосфере Земли и могут негативно воздействовать на работу энергосистем, систем связи и навигационные приборы. Опасное воздействие на энергетические сети вызывают индукционные токи, возникающие в линиях электропередачи из-за колебаний магнитного поля. В результате усиливается намагниченность сердечников трансформаторов и выделяется тепло, которое может расплавить изоляцию обмоток. По этой причине в 1989 году в канадской провинции Квебек произошло массовое отключение электричества, затронувшее шесть миллионов человек.

Предполагается, что мониторинг с помощью радиотелескопа позволит своевременно готовиться к опасным изменениям. Получив сигнал о выбросах солнечной энергии, генерирующие компании смогут понизить рабочее напряжение в электросетях и ограничить нагрузку, чтобы обеспечить штатную работу подстанций.

Больше новостей об энергетике читайте на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/

Наверно, Вам знакомы фотографии и видео северного сияния. Возможно даже вы тот самый счастливчик, которому удалось наблюдать это природное явление.

Но к чему мы упомянули солнечный ветер? Неужели существует связь между северным сиянием и солнечным ветром, который регулярно сталкивается с Земной атмосферой?

Земля имеет свое магнитное поле, которое служит щитом, не пропуская солнечный ветер в виде потоков заряженных частиц, исходящих от звезды.

В случаях повышенной солнечной активности, вспышек на Солнце, солнечный ветер вызывает возмущения в магнитосфере, что приводит к так называемым магнитным бурям. Эти возмущения могут приводить к перебоям в радиосвязи, авариям на электрических сетях, повреждениям электронного оборудования спутников и тд.

Но в северных широтах эти возмущения вызывают Северное сияние, которое мы наблюдаем по ночам.

Магнитное поле Земли захватывает частицы солнечного ветра, многие из которых затем перемещаются по направлению к полюсам, где и сталкиваются с атмосферой Земли. Столкновения между ионами, атмосферными атомами и молекулами приводит к выбросам энергии в виде свечения атмосферы. Эти выбросы образуют что-то вроде больших кругов вокруг полюсов.

Ну и сегодня мы поговорим о том, как солнце и солнечный ветер влияют на солнечную систему, как образуется солнечный ветер, и почему наше солнце является одновременно и катализатором жизни, и угрозой для нее.

Но для начала давайте немного поговорим о самом солнце.

Согласно общепринятым оценкам, небесное светило возникло 4,59 млрд лет назад. Правда, в последнее время некоторые астрономы заговорили о том, что его возраст составляет 6−7 млрд лет, но это пока лишь гипотезы.

В химическом составе солнечного вещества, естественно, доминирует водород примерно 72% и гелий 26%. Концентрация кислорода чуть меньше процента, углерода - 0,4% и около 0,1% - неон.

Мы все с вами знаем, что без солнца ни о какой жизни ни на земле, ни на других планетах солнечной системы речи бы и не шло. И это действительно так, солнце является катализатором жизни.

Самый простой пример это то, что солнце - источник света и тепла на Земле, а без этого жизнь, даже в его простейших видах не смогла бы существовать.

Более сложный пример, растения, которые для нас с вами являются чем-то обыденным. Весной они зеленеют, а осенью с них опадают листья. О роли растений я думаю можно не говорить, так как каждый понимает, что растения — это основа всей нашей биосферы, живой оболочки земли, где проживаем и мы с вами.

Однако, не будь энергии и света от солнца, то не было бы фотосинтеза, а не будь фотосинтеза, не было бы простых органических соединений, а не будь органич. соединений, не было бы ничего живого на Земле.

10 июля 2017 года, в журнале Nature Chemistry была опубликована статья, где ученые говорят о том, что кластеры железа и серы, лежащие в основе большинства жизненно важных ферментов, могли плавать в первичном море молодой Земли, и благодаря УФ излучению между данными соединениями протекала реакция.

И большинство ферментов нашего организма в активном центре содержат железосерные комплексы. Ферменты являются ключевым компонентом жизни.

Ученые попытались воссоздать условия первичного океана на земле, и добавили вещества, содержащие серу и ионы железа, но взаимодействия не происходило. Однако, стоило включить УФ-лампы — и началась самая настоящая магия. Под воздействием УФ-излучения раствор изменял цвет с фиолетового на красный, что указывало на протекание реакции между железом и серой.

Но нет гарантии, что условия, созданные в лаборатории, могут полностью имитировать, то что происходило на Земле 4 миллиарда лет назад.

А теперь возвращаясь к солнечному ветру.

Солнечный ветер -поток гелиево-водородной плазмы, который исходит от солнечной короны в космос со скоростью до 1200 км/с. Был открыт в пятидесятых, но то, как именно он образуется, до недавнего времени было неизвестно.

Однако, сейчас на орбите вокруг Солнца находится солнечный зонд Паркер, исследующий Солнце. Который позволил узнать больше об образовании солнечных ветров.

На месте своего зарождения звездный ветер вовсе не хаотичен, а имеет строгую структуру. Высокоэнергетические заряженные частицы, из которых он состоит, движутся вдоль линий сильного магнитного поля звезды. Однако по мере того, как частицы отдаляются от центра Солнца, звезда начинает терять магнитный контроль над частицами. Там, где действие магнитного поля становится слишком слабым, проходит граница внешней солнечной короны.

Когда частица покидает Солнце, воздействие магнитного поля на нее уменьшается быстрее, чем собственный импульс частицы. В результате этого, направление потока плазмы начинает все меньше и меньше зависеть от магнитных линий. Это похоже на струю воды из распылителя: она выходит из отверстия как единая струя, но в конце разделяется на капли. На видео запечатлен момент такого перехода.

Еще в 2012 году Вояджер-1 вышел в межзвездную среду и передал данные, о гелиосферной мантии — промежуточной зоне между границами гелиосферы и ударной волны, где происходит падение скорости солнечного ветра до звуковых значений. Зонд зафиксировал рост высокоэнергетических частиц, называемых космическими лучами.

Оказалось, что солнечный ветер препятствует проникновению космических межзвездных лучей в гелиосферу. Таким образом, «пузырь звездного ветра» есть динамичная структура, которая образует барьер, защищая нас от высокоэнергетических частиц.

В октябре 2019 года в журнале Nature Astronomy была выпущена статья, в которой ученые из австралийского Университета Кертина отмечают, что из-за влияния солнечного ветра в космосе может образовываться вода.

Ученые провели эксперименты на образцах метеорита Мерчисон, который упал в Австралии 50 лет назад. Их облучили потоком ионизированных частиц, имитируя таким образом солнечный ветер. Кроме того, с помощью лазерных импульсов ученые сымитировали удары небольших космических тел по метеориту.

Оказалось, при ударах по поверхности метеорита образуются несвязанные атомы водорода и кислорода. Благодаря ионизирующему нагреву солнечного ветра температура в месте удара может достигать миллиона градусов Цельсия, из-за чего атомы соединяются и образуют молекулу воды.

Данное исследование имеет большое значение, потому что наличие воды в Солнечной системе говорит о возможном существовании жизни на других объектах.

Да, солнце действительно является источником жизни, однако……….

Для нашей планеты представляют опасность солнечные вспышки. Магнитное поле Солнца вместе с плазмой закручивается особым образом и до такой степени усиливается, что начинает выступать на его поверхность. В этих местах повышается активность и появляются вспышки.

Самая мощная в истории наблюдений вспышка на Солнце произошла 159 лет назад; к счастью, тогда у человечества еще не было ни спутников, ни наземной радиоэлектроники, излучение которого могло бы вывести из строя.

Тогда, в течение двух дней происходил огромный корональный выброс вещества, спровоцировавший возмущение магнитосферы Земли; северные сияния наблюдались там, где их обычно не бывает. Отказывали телеграфы, операторов било током; в некоторых местах начинались пожары.

В марте 1989 года была еще одна вспышка, правда, более слабая. В Канаде без электричества осталось шесть миллионов человек; радио не работало.

Если бы подобное случилось в наши дни, последствия оказались бы более существенными.

В наши дни мощный корональный выброс приведет к прекращению работы спутников и спутниковой связи; не будет GPS, мобильной связи, возникнут большие проблемы с интернетом. Космонавты на МКС останутся без связи с Землей, а если кто-то в момент удара заряженных частиц по станции, окажется в открытом космосе, он будет находится под угрозой смерти от радиации.

Солнце влияет на нашу жизнь по-разному, защищает нас, но при этом в один миг может все уничтожить. Это мы еще не говорим про солнце в будущем, когда оно превратится в красного гиганта.

Друзья, благодарим вас за поддержку, и отдельное спасибо хотелось бы сказать нашим спонсорам!)

Если понравилось это видео, ставь палец вверх и подпишись на канал. До новых встреч!

Переходите к нам на канал: https://www.youtube.com/channel/UCBquUhyOFKUo24aYIkahwYQ?sub...

Друзья, а еще у нас теперь есть patreon, заходите туда, если хотите поддержать наш проект, там есть различные возможности: https://www.patreon.com/bePatron?u=23594379

Наши соц. сети:

Inst: https://www.instagram.com/forestofscience/

VK: https://vk.com/forestofscience

Источники:

https://www.npr.org/sections/13.7/2013/09/17/223129177/the-b...

https://cosmosmagazine.com/space/origins-of-the-solar-wind

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3466517/Nasa...

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/one-year-2-trips-a...

https://www.nature.com/articles/nchem.2817

https://pdfs.semanticscholar.org/2db8/b3bd3198cac400c4e1da39...

https://www.scientificamerican.com/article/timeline-the-1859...

https://www.nature.com/articles/s41550-019-0900-2

https://www.uhmreactiondynamics.org/publication_papers/p442_...

https://phys.org/news/2019-10-regenerated-asteroids.html