Сегодня ночью начались мощнейшие геомагнитные бури (до G5/Kp=9), что послужило причиной северного сияния в наших широтах (45 с. ш.). На видео 3-я самая сильная взрывная часть за эту ночь, которая состоялась ~01:00. Мощность волны была такой, что видимость сияния достигла приблизительно 25 с. ш. (Афганистан, Саудовская Аравия, Египет и т. д.)
Полярное сияние, вызванное одной из мощнейших магнитных бурь последних десятилетий, о которой я писал здесь, наблюдалось по всей России, в Казахстане (присылали снимки из Кокшетау), а ещё в Армении и даже Швейцарии (оттуда тоже фотки были). Мне же досталась самая первая часть сияния, после чего небо затянули облака и начался дождь. Но мне и этого хватило.
Снято 10.05.2024 в Скопинском районе Рязанской области.
Солнце - это самое крупное и тяжелое небесное тело в Солнечной системе. И по звездным меркам Солнце среднего размера, и далеко не самое массивное. Вселенная может похвастаться гораздо более тяжелыми звездами. Когда речь заходит о самых больших звездах в известной на данный момент для нас вселенной, то зависит от того, говорим ли мы о массе или об общем объеме. Массу можно рассматривать как количество вещества, содержащегося в звезде, тогда как объем – это то, сколько места она занимает. Самые массивные звезды, как правило, совершенно непримечательны, а самые объемные звезды часто содержат намного меньше вещества, учитывая их физические размеры.
Наклоненная в одну сторону, как парящая птица, галактика широко простирает в стороны свой, очевидно состоящий из спиральных ветвей, тонкий диск, а в центре сильно сплющенным шаром горит ядро, кажущееся плотной светящейся массой. Отчетливо видно, насколько плоски звездные острова — галактику можно сравнить с тонким колесом часового механизма. Края колеса нечетки, как бы растворяются в бездонной тьме пространства.
Мачта с камерами и приборами марсохода Perseverance
Космонавтика, как принято, является наиболее передовой, в техническом плане, отраслью. В данной отрасли концентрируются самые новейшие разработки, технологии и огромные деньги, что дает ей наибольшие преимущества. Вообще, задачи освоения космических тел, разведка там ресурсов и поиск внеземной жизни - должны, в принципе, стать наиболее приоритетными для человечества. В конце концов, нужно же узнать, одни ли мы, ни то, чтобы во Вселенной, а хотя бы в Солнечной системе.
Но это на первый взгляд, кажется, что в космонавтике сплошь и рядом передовые технологии. Нет, естественно, так оно и есть, но тем не менее, есть некоторые отступления от этой традиции, которые, конечно же, поставят всех в ступор. Что тут мы имеем в виду. А имеем мы то, что имеем. На сегодня хотелось бы сказать о новейшем американском марсоходе Perseverance. Запущенный 30 июля 2020 года марсоход, через полгода, в феврале 2021 года, прибыл в окрестности Марса. 18 февраля была совершена ультра-современная посадка этого марсохода, которая сопровождалась видеозаписью с разных ракурсов на камеры, которые были установлены как на самом Perseverance, так и на "Небесном кране", который осуществил мягкую посадку современнейшего марсохода.
Кстати, Perseverance, действительно, напичкан всевозможной научной аппаратурой, инструментами, микрофонами, фото и телекамерами, которые, причем, очень даже современные. Ко всей этой аппаратуре можно и нужно применить приставку "ультра". Но, у Perseverance есть один очень важный компонент, который никак не может попасть под, выше указанные критерии. Как бы мы не хотели этого, но нужно осознать тот факт, что на ультрасовременном марсоходе от НАСА, бортовой компьютер работает на совершенно устаревшем процессоре. В игровой индустрии и в сфере, где очень важен центральный процессор, устаревшими называют те центральные процессоры, которые были изобретены и произведены, примерно 5 лет назад. У Perseverance же, процессор, вообще, 1998 года.
Марсоход Perseverance на Земле до своего полета
Процессор RAD750
Внутренняя начинка марсохода Perseverance
Сейчас люди, не разбирающиеся в данной отрасли, могут возразить или же посмеяться над НАСА. Ведь, организация очень богатая, получающая огромные дотации от Конгресса США, но по какой-то неведомой причине, установившая на свой передовой марсоход процессор, которому без малого больше 20 лет. За столько лет технология самого этого процессора устарела и для вычислительных мощностей марсохода, можно было установить более мощный и современный процессор. Но нет, есть очень весомая причина того, почему установлен именно этот "камень". Для начала, знакомьтесь, всей бортовой системой Perseverance управляет процессор RAD750 - специализированная версия процессора PowerPC 750, которая использовалась на компьютерах Apple iMac G3 в 1998 году.
И тут нужно задаться вопросом, в чем же преимущество RAD750 перед современными процессорами. Сам по себе процессор очень слабенький и не может похвалиться высокими характеристиками. RAD750 имеет всего одно фическое ядро и имеет тактовую частоту в 110-200 МГц. Конечно, это немного, но для решения тех вычислительных задач, которые стоят перед марсоходом Perseverance этих скромных показателей хватает. Кстати, чип этого процессора имеет техпроцесс в 250 и 150 нм и содержит всего 10,4 миллионов транзисторов. К слову, современные микропроцессоры имеют миллиарды транзисторов и тактовую частоту до 5 ГГц и выше. Но главным преимуществом RAD750 является то, что он имеет повышенную защиту от радиации, которая так необходима за пределами Земли.
Панорама, сделанная марсоходом Perseverance
Панорама, сделанная марсоходом Perseverance
Также, процессор RAD750 способен выдерживать критические колебания температуры, ведь перепад температур на том же Марсе существенный, по сравнению с Землей, да и в космосе, так же, не особо комфортные условия для перелета дорогой аппаратуры и тем более, современных процессоров. Кстати, аналогичные процессоры, от компании BAE Systems, которая производит эти процессоры, установлены на других космических аппаратах, бороздящие Солнечную систему. Напоследок, подметим, что инженеры НАСА разместили на Perseverance резервный компьютер, с установленным на нем таким же процессором. Все это было сделано на случай, если из строя выйдет основной бортовой компьютер марсохода.
Ну и в конце, удивим вас тем, что этот, весьма, слабенький, на первый взгляд, процессор стоит, совершенно, неслабых, и даже, мы бы сказали, баснословных, огромных для мира электроники денег. Цена процессора RAD750 в настоящее время составляет сумму в... 200 тысяч долларов. Вот таким дорогостоящим и слабеньким центральным процессором оснащен самый совершенный в мире марсоход за всю историю - Perseverance.
Если Вам понравилась статья - поставьте лайк. Много наших материалов вы найдете на нашем сайте. Будем рады, если вы его посетите. Ваша подписка очень важна нам: Пикабу, канал в Телеграмм, сообщество в ВК, YouTube, а также сообщество в Пикабу "Все о космосе". Всё это помогает развитию нашего проекта "Журнал Фактов".
Чаще всего на поражающих воображение фотографиях, сделанных орбитальными телескопами, фигурируют спиральные галактики (если телескоп фотографирует что-то космологически далекое от нас). Спиральные галактики красивы, фактурны - в них прослеживается интересная структурность и детализация, они разноцветны - есть на что посмотреть. Да мы и сами живем практически в образцовой спиральной галактике, поэтому наши симпатии к подобным вселенским конструкциям понятны, а может быть даже подсознательны и очень глубоки в нас.
Но мир галактик не исчерпывается только звездными городами со спиральной архитектурой. Есть не менее многочисленный и не менее впечатляющий класс эллиптических галактик. Но поблизости от нас таких немного. Чаще всего мы даже путаем их с теми несчастными бедолагами, которые при неосторожном взаимодействии с более крупными и сильными жителями Вселенной лишились своих спиральных ветвей, обнажив беззащитный балдж. Яркий тому пример - спутники Галактики Андромеды, долгое время считавшиеся карликовыми эллиптическими галактиками, но теперь мы знаем, что перед нами разоренные спиральные галактики небольшого размера, не устоявшие перед гравитацией более крупной галактики.
Пришло время посмотреть на истинную эллиптическую галактику, чтобы понять, что представляет собой эта разновидность вселенских островов из триллионов звезд.
Снимок одной из очень крупных эллиптических галактик сделал космический телескоп имени Хаббла. Фотография была опубликована два года назад - 13 мая 2022 года. Правда, сейчас этот снимок переживает новый всплеск популярности.
Эллиптическая галактика UGC 10143, как её "увидел" космический телескоп имени Эдвина Хаббла 13 мая 2022 года
Галактика с каталожным номером UGC 10143 (или - PGC 56784) расположена в созвездии Змеи. Змея - уникальное созвездие - единственное на звездной карте, разделенное на части - голову и хвост. Данная галактика находится в "Голове Змеи", на продолжении жала, выступающего из разинутой пасти небесного пресмыкающегося. Она очень далека от нас - почти 500 миллионов световых лет расстояние до этого огромного звёздного города. Но не только до него - до целого скопления галактик, в центральной части которого она оказалась, как можно догадаться, не случайно. Галактика UGC 10143 - не просто звездный город, она - столица целой метагалактической республики, которую астрономы нарекли Abell 2147. Это скопление, насчитывающее несколько десятков галактик среднего и небольшого размера, в свою очередь, погружено в середину сверхскопления Геркулеса, и вероятнее всего является его ядром. Само оно удаляется от нас со скоростью около 10 тысяч километров в секунду - это как раз то самое космологическое разбегание галактик. Но члены скопления, напротив, стягиваются друг к другу - сближаются, и в перспективе многие из них сольются в нечто очень большое.
Положение галактики UGC 10143 на границе созвездий Змеи и Геркулеса
Судя по всему, центром тяжести скопления галактик Abell 2147, а может быть даже всего сверхскопления Геркулеса, является грандиозная эллиптическая галактика UGC 10143, о которой наш сегодняшний разговор.
Фотография галактического кластера Abell 2147 с эллиптической галактикой UGC 10143 в центре кадра
Нетрудно догадаться, что эта галактика сама является результатом множества галактических слияний - не случайно она столь огромна. Она представляет собой сферу из звезд, в два раза превышающую поперечник галактики Андромеды. Но если галактика Андромеды - это в первую очередь тонкий диск из звезд, то галактика UGC 10143 - в первом приближении шар (точнее - эллипсоид вращения), и понятно, что её объем плотно населенный звездами, словно одно большое шаровое звёздное скопление, содержит в сотни или тысячи раз больше светил, чем любая из соразмерных с ней спиральных галактик. А сколько всего в ней звезд - сотни триллионов или квинтиллион звёзд? - этого астрономы пока еще не знают.
Все эти бесчисленные звезды достались галактике UGC 10143 от её предшественниц, которые слились между собой в далеком прошлом, и образовали вот такой исполинский звездный мегаполис. Среди тех галактик наверняка были и спиральные. Но в итоге все собралось в одну эллиптическую. И сам собой возникает вопрос: "В будущем все спиральные галактики обречены превратиться в эллиптические, утратив свои спиральные структуры?"
По всей видимости - да.
Спиральные галактики - молодые вселенские структуры. Они могут быть небольших или средних размеров. Вся их молодость заключена в спиральных ветвях - там преимущественно горят голубые новорожденные звезды, и на всех фотографиях спиральные ветви имеют белый или сине-голубой оттенок. Ядро и балдж спиральных галактик желтоватые или даже красно-оранжевые - там преимущественно живут старые звезды. По сути своей, когда галактика теряет свои спиральные ветви, от неё остается лишь ядро и балдж (сфероидальное уплотнение вокруг ядра), а это и есть основа эллиптической галактики.
Но куда же деваются спиральные ветви?
Существует несколько механизмов их потери.
Самый простой и понятный, это - слияние галактик. Уже само сближение массивных звездных островов вносит хаос в их симметрию, разрушает гармоничную динамику вращения звёздного диска. Часть звезд из ветвей начинает падать на ядро, а другие устремляются вдаль от него, и навсегда покидают окрестности своей галактики, в которой родились. Слияния и даже просто сближение галактик всегда сопровождаются значительным рассеянием населения спиральных ветвей. Но звезды галактического ядра и балджа как правило очень хорошо скреплены взаимной гравитацией - они там ближе друг к другу, и связь их прочнее - они не разбегаются. Поэтому, после слияния, ядра галактик и их балджи могут уцелеть, объединиться. А оставшемуся населению разрушенных спиральных ветвей ничего не остается, как влиться в этот звездный шар.
Галактики "Антенны" - NGC 4038 и NGC 4039 - сливаясь теряют часть своих спиральных ветвей и превращаются (как показывает моделирование) в эллиптическую галактику
Второй механизм не подразумевает слияния сам по себе. Достаточно одной спиральной галактики, но с пробужденной сверхмассивной черной дырой в её центре, чтобы избавиться от спиральных ветвей. Дело в том, что галактический диск состоит не только из звезд. Значительную часть его массы составляет межзвездный газ. Он кажется прозрачным - как-будто невесомым. Но это не так. Масса газовой составляющей может превосходить звездную, или как минимум равняться ей. Потому что почти в каждой спиральной галактике в настоящую эпоху скрыт потенциал звёздообразования сравнимый с тем, что уже реализовалось в виде сияющих в ней звезд. Вот, сколько в галактике уже зажглось светил, еще столько же может с течением времени образоваться из наполняющего её спиральные ветви межзвездного газа... если только он куда-нибудь не денется...
А как он может пропасть?
Благодаря активности сверхмассивной черной дыры, которая пробудилась, начала поглощать газ и даже неосторожные звезды в своих окрестностях, разрывая их перед этим. А то, что в неё по каким-то причинам не попало, выбрасывать в виде звёздного ветра во все (или - некоторые) стороны, причем настолько интенсивно, что этот поток излучения и плазмы из ядра галактики буквально выдувает водород из галактического диска и гало.
Казалось бы, как можно выдуть столько газа, масса которого сравнима с массой звезд галактического диска? Ведь звезды не выдуваются...
Не забываем, что галактика вращается, и достаточно небольшого импульса, чтобы газовой составляющей пришлось покинуть свою устойчивую орбиту. А звезды не выдуваются, потому что они в галактических масштабах практически точечные - парусность у них нулевая.
И вот тогда, когда водород в галактике иссяк, вдруг выясняется, что равномерное и устойчивое вращение звездного галактического диска - и спиральных ветвей в его составе - поддерживать уже больше нечем. Масса газовой составляющей была слагаемым равновесия, без которой оставшиеся звезды частично выгорают от старости, а частично уходят вдаль от ядра, покидая пределы его гравитационного влияния (или, как альтернативный вариант, - падают на ядро, вливаясь в него).
Как говаривал один старый Джедай:
"Не дай Бог Вам родиться в галактике с активной черной дырой в ядре!"
Галактика "Сигара" или M82 уже никогда не будет прежней после внезапной активизации двойной сверхмассивной черной дыры в её ядре
Ну, а о банальном галактическом каннибализме, когда проходящая мимо массивная галактика просто забирает себе спиральные ветви меньшей по размеру и массе галактики, мы уже много раз говорили.
В итоге, рано или поздно, большинство спиральных галактик проэволюционируют в эллиптические - либо сбросят ветви, либо сольются.
Занятно, как одновременно во Вселенной работают два противоречивых механизма - разбегание галактик, и слияние галактик в нечто более крупное, чем привычный для нас звездный город. Результатом таких разнонаправленных тенденций станут огромные галактики-шары, из которых другие галактики в некоторый момент перестанут быть наблюдаемыми. И их жители (если таковые станут возможны) будут иметь все основания считать, что никаких других галактик в этом мире, кроме их собственной, более не существует.
Взаимное расположение скоплений и сверхскоплений галактик в нашем ближайшем метагалактическом окружении. В условное наше время
Но вернемся в процветающее галактическое скопление Abell 2147, и к возглавляющей его галактике UGC 10143.
Космический телескоп не случайно сделал эту фотографию, и уж точно не ради наших лайков в соцсетях. Это часть большой исследовательской работы по изучению шаровых звездных скоплений в далеких галактиках. Дело в том, что с расстояния в пол-миллиарда световых лет разделить на отдельные звезды галактики ни в какой современный телескоп не получится. Но можно посчитать в них шаровые звездные скопления, которые с такого расстояния видны телескопу имени Эдвина Хаббла как звезды - можно даже исследовать их спектры и понять, какой процент тяжелых химических элементов присутствует в их звёздах.
Шаровые звездные скопления - своеобразные исторические маркеры внутри каждой галактики, который рассказывает нам о том, из чего данная галактика сложилась. А сложилась она из других галактик - путем слияния. Многие шаровые скопления являются ядрами тех самых галактических кирпичиков, их которых построены современные крупные галактики - как спиральные, так и эллиптические. Посчитайте, сколько в галактике шаровых скоплений и узнаете, сколько слияний она имела в своей истори (не ровно столько же, но близко к тому). Например, в нашей Галактике Млечный путь известно около 150 шаровых звездных сколплений. Не все из них являются бывшими ядрами галактик, но некоторая пропорциональная часть (предположим, что - половина). В галактике Андромеды нам известны 400 шаровых скоплений, хотя вероятно, что их немного больше - до пятисот. А в эллиптической галактике UGC 10143 астрономы насчитали порядка 20 тысяч шаровых звездных скоплений - в 40 раз больше, чем в самой крупной галактике Местной Группы Галактик.
Глядя на галактику UGC 10143 приходится удивляться тому, насколько насыщенной бывает жизнь некоторых галактик.
В 2010 году в этой галактике вспыхнула сверхновая звезда, предположительно II типа, но, к сожалению, астрономы пропустили это событие, и свидетельство этой вспышки было обнаружено сильно позже - на архивных фотоснимках Ликской обсерватории, сделанных примерно неделю спустя после максимума вспышки, и звезда уже почти угасла до уровня шумов и помех. Надеяться на скорую вспышку еще одной сверхновой не приходится - в спиральных галактиках они могут быть частыми, особенно на излете очередной волны активного звёздообразования. А в эллиптических галактиках звездообразование сошло на нет - здесь только старые звезды, которые медленно тлеют, но сверхновыми вспыхивают крайне редко. А молодым короткоживущим гигантам, завершающим свой звездный путь вспышкой сверхновой, здесь взяться не из чего - нет в этой галактике достаточного количества водорода - кончился. Разве что, пыль осталась. Но и той немного. Поэтому никаких, характерных для спиральный ветвей, темных пылевых полос в эллиптических галактиках как правило нет. В лучшем случае на фоне сияния этого звездного шара можно заметить лишь самые неуловимые неоднородности, но и те с течением времени рассеяться - покинут пределы этого звездного города - стерильного как больничная палата, где ни один из пациентов никогда не будет выписан.
Впрочем, такая безрадостная перспектива ждет всю нашу Вселенную, если в ней ничего не изменится. Но разве не для того в ней возникла жизнь, чтобы появился шанс переписать несколько скучный финал вселенской истории, или вовсе избавить её от какого бы то ни было однозначного финала.
Фрагмент эллиптической галактики UGC 10143 и кластера Abell 2147. Космический Телескоп имени Эдвина Хаббла
Солнце с активными областями (группами солнечных пятен) в видимом диапазоне. Здесь и далее - снимки с космической обсерватории SDO (Solar Dynamics Observatory, NASA), если не указано иное.
В последнее время в СМИ разного уровня появляется всё больше новостей на тему большого числа солнечных вспышек и магнитных бурь. Отдельной статьей идут снимки полярного сияния. На них реакция неоднозначная: кто-то в полном восторге, а кто-то реагирует как "Я раньше такого здесь не видел, значит это очень плохо". Совершенно бредовые соображения на тему и вовсе опустим. До поры - до времени. Естественно Солнце, его вспышки, магнитные бури и полярные сияния тесно связаны между собой. Но действительно ли большое количество вспышек - это плохо? А полярные сияния - норма или не норма? И откуда всё это вообще появляется? И почему действительно полярных сияний стало так много?
Я постараюсь написать обо всём настолько коротко, насколько это возможно и в то же время понятным языком, но без базовых знаний физики и химии будет, конечно, сложнее.
Активные области на Солнце и силовые линии магнитного поля у восточного края солнечного диска.
Солнце - ближайшая к нам звезда. Оно светит, греет и поддерживает жизнь на Земле. Но просто сидеть на одном месте у Солнца не получается. Наше Солнце нестабильно - у Солнца есть циклы активности. В среднем такой цикл длится 11 лет и измеряется от минимума до минимума. Минимум солнечной активности - это момент времени, когда на Солнце наблюдается минимальное число активных областей, более известных как солнечные пятна.
Группа пятен AR3394 и масштабе с Землёй. Снимок сделан мной в августе 2023 года. Кто спросит, как я сфоткал Землю с такого расстояния - тот молодец.
Пятна на Солнце являются активными областями, так как служат источником солнечных вспышек. Солнечная вспышка - это процесс резкого выделения огромного количества энергии, а также излучения во всех диапазонах спектра - от рентгеновского до радиодиапазона.
Мощная солнечная вспышка класса Х2.25 9 мая 2024 года из группы пятен AR3664.
Вспышки вызывают нарушение радиосвязи, а также могут вызвать магнитные бури на Земле. И здесь первый важный момент, который многие не знают: солнечные вспышки не всегда вызывают магнитные бури. Магнитную бурю вызывают не сами вспышки на Солнце, а выбросы корональных масс - солнечная плазма. А вспышки не всегда приводят к выбросу плазмы. Например, импульсные (быстрые) вспышки практически никогда не сопровождаются выбросом корональных масс и, соответственно, не приведут ни к какой магнитной буре.
Выброс корональных масс от вспышки класса Х2.56 16 февраля 2024 года. Выброс не был направлен в сторону Земли.
2024 год, по данным NASA, должен стать годом максимума солнечной активности. В 2024 на Солнце будет наблюдаться большое количество пятен, которые могут стать причиной множества солнечных вспышек. Но, по статистике, самые мощные вспышки на Солнце происходят в течении 2 лет после максимума солнечной активности. Самая мощная вспышка в истории спутниковых наблюдений (класса Х28+) произошла в ноябре 2003, через почти 2 года после максимума солнечной активности. Так что, возможно, всё еще впереди.
Какую опасность могут в себе нести солнечные вспышки?
Вспышки на Солнце могут вызвать солнечный радиационный шторм или протонное событие - резкое увеличение числа солнечных протонов высоких энергий (выше 10 МэВ). Такие протоны очень быстро достигают Земли (свет долетает примерно за 8 минут, протоны - порядка 20 минут, солнечная плазма от вспышек - от 1,5 до 3 дней). При слабом радиационном шторме - страдает коротковолновая связь в приполярных областях, а при сильных штормах - отменяются или перенаправляются трансполярные авиаперелёты. Но даже такие события не вредят космонавтам на МКС - они защищены магнитным полем Земли также, как и сами жители Земли. Но вот электроника более чувствительна к таким событиям: спутники могут выходить из строя под действием солнечной плазмы. Такая участь настигла SpaceX - они заявили, что потеряли свои спутники из-за солнечных вспышек.
А, может, просто нашли оправдание чьим-то косякам. Потому что если причина - действительно вспышки на Солнце, то в ближайшее время Starlink может столкнуться с серьёзными проблемами.
Особо мощные вспышки на Солнце могут вызвать перебои со связью по всей планете, но такое бывает очень редко - даже не каждое столетие. Последний раз такое было в 1859 году и носит название событие Кэррингтона - самая мощная магнитная буря за всю историю наблюдений за Солнцем. Тогда сильно пострадала телеграфная связь, а полярные сияния были видны практически по всей планете. Но даже такая мощная буря не вызвала катастрофы планетарного масштаба и оставила крайне мало отпечатков на Земле. Но есть свидетельства о существовании супервспышек на Солнце, которые могут вызвать повышение числа содержания углерода-14 в земной атмосфере и отпечататься в годичных кольцах деревьев. Такое повышение происходит при бомбардировке атмосферного азота высокоэнергетичными нейтронами. Источником таких нейтронов может быть только Солнце, но для этого нейтроны должны добраться до Земли за 15 минут. Такие условия формируются при вспышках на Солнце небывалой мощности. Такие события называются события Мияке в честь японской ученой Фусы Мияке, которая первая обнаружила такие следы в годичных кольцах деревьев. Но даже такие события не уничтожили всё живое. Поэтому можно считать, что большое число солнечных вспышек не нанесут жизни на Земле никакого вреда.
Линии магнитного поля активной области Солнца у западного края диска после мощных вспышек, так называемые "пост-вспышечные петли".
Существует 3 причины выброса корональных масс, которые могут вызвать магнитные бури на Земле: солнечные вспышки, корональные дыры и отрывы протуберанцев. Про вспышки мы уже поговорили.
Корональные дыры - это области на Солнце где нет сомкнутых линий магнитного поля. Через такие области солнечная плазма может беспрепятственно покидать Солнце, устремляясь в космическое пространство. Особо сильных бурь солнечный ветер от корональных дыр вызвать не может. Никакой опасности сами по себе не представляют.
Крупная корональная дыра на Солнце, обращенная в сторону Земли 2 декабря 2023 года.
Третья причина выброса корональных масс - отрывы протуберанцев. Они слабее зависят от солнечный активности (но всё же зависят). Протуберанцы - это области над поверхностью Солнца, где достаточно плотная, но относительно холодная плазма удерживается магнитным полем. Когда линии магнитного поля размыкаются, происходит высвобождение солнечной плазмы.
Выброс корональных масс от космической обсерватории LASCO C2, вызванный отрывом протуберанца 22 января 2024 года. Выброс не был направлен в сторону Земли.
Двойной отрыв протуберанца 17 апреля 2024 года который вызвал сильную магнитную бурю класса G3 (с 10-й секунды).
В каждом из описанных случаев солнечная плазма устремляется в космическое пространство и в некоторых случаях - к Земле. Когда плазма добирается до нашей планеты, она проникает в атмосферу Земли вблизи магнитных полюсов и начинает взаимодействие с атомами атмосферных газов. И тут начинается простейшая квантовая физика. Частицы солнечной плазмы сталкиваются с атомами атмосферных газов, вызывая ударную ионизацию - отрыв электрона с внешней электронной орбитали. При этом на отрыв электрона необходимо потратить некоторое количество энергии, которую отдают частицы солнечной плазмы. Так, атомы земной атмосферы становятся ионизированными, пополняя собой ионосферу. Но это состояние нестабильное, и атомы стремятся вернуться в неионизированное состояние, то есть получить свой электрон назад (один из фундаментальных законов квантовой физики: все тела стремятся занять положение с наименьшей потенциальной энергией. К примеру: потенциальная энергия человека, стоящего на ногах выше, чем человека, который лежит на диванчике. Поэтому лежать на диванчике человеку хочется больше, чем стоять на ногах). И спустя некоторое время электрон возвращается в атом, на свободное место. Но, согласно закону сохранения энергии, если на отрыв электрона от атома надо потратить энергию, то при возвращении электрона в атом эту энергию надо вернуть. И эта энергия возвращается в виде фотона - частички света, длина волны (а, следовательно - цвет) которого зависит от природы газа. Именно это свечение фотонов в северной части небосвода и называется полярным сиянием. На высоте от 200 до 400 км полярное сияние имеет красно-розовый цвет, от 100 до 200 км - зелёный цвет, до 100 км - фиолетовый цвет (но на такую глубину в атмосферу частицы солнечного ветра проникают достаточно редко).
Полярное сияние в Скопинском районе Рязанской области 19 апреля 2024 года. Фото моё.
Теперь несколько слов о том, почему полярные сияния стали таким частым явлением в центральной России. Причин тому несколько. Во-первых - конечно же, выросшее число выбросов на Солнце. Но тут всё закономерно - потому что близость максимума солнечной активности. Во-вторых - дрейф магнитного полюса Земли. Помните же из школьного курса географии, что магнитный полюс Земли в северном полушарии находится где-то в Канаде? Так вот - его там уже нет.
Дрейф магнитного полюса Земли. Красные точки - измеренные положения, синие - расчетные положения. Фото из Википедии.
Примерно в 2020 году магнитный полюс Земли перешел в восточное полушарие в направлении России. Грубо говоря, с 1984 года магнитный полюс Земли стал почти на 1000 км ближе к центральной России. Дрейф магнитного полюса Земли - явление нормальное, и ничего плохого в себе, по сути, не несёт, если магнитное поле при этом не слабеет. А этого не наблюдается. Поэтому и участились случаи видимости полярных сияний. А еще у каждого в кармане есть камера, на которую стало возможно сфоткать сияние + обмен информацией стал гораздо быстрее - мы быстрее узнаем, что есть шанс сфотографировать полярное сияние.
В-третьих - эффект Рассела-Макферрона. Он говорит о том, что в периоды близости ко дням весеннего и осеннего равноденствий солнечная плазма сильнее влияет на магнитосферу Земли и, как следствие - вызывает более яркие полярные сияния.
А как насчет цвета сияний? Почему на севере (в Исландии, в Мурманской области) оно зелёное, а тут красные огни?
Ответ кроется в том, что я писал раньше. Красное свечение свойственно верхним слоям атмосферы (от 200 до 400 км). Глядя на сияние из средней полосы, мы смотрим на него как будто сбоку. Находясь ближе к северу, мы видим сияние снизу, а там по интенсивности преобладают зелёные цвета.
Полярное сияние в Казахстане 24 апреля 2023 года. Зеленые цвета видны у самого горизонта, в остальном преобладают красно-розовые цвета.
Я десятки раз видел в интернете, как вот такое сияние красного цвета называют чуть ли не смертоносным, обосновывая это тем, что мол кислород сгорает под влиянием солнечного ветра. Чушь собачья. Так пишут те, кто горение понимает, а ионизацию не понимает (и то горение из курса химии - это реакция окисления чего бы то ни было с выделением тепла, а окисление - это реакция с кислородом. Поэтому говорить, что эти люди понимают горение, тоже неправильно). Ионизацию такие люди представляют себе как разрушение атомов кислорода, а разрушение додумывают до горения. И да начнется паника! Но световое излучение - это не признак разрушения и даже ионизации атмосферных газов, это признак того, что атомы атмосферных газов вернулись в нормальное состояние.
А вот если при высокоэнергетическом воздействии свечения не будет - вот это уже проблема, это знак того, что в фундаментальной физике что-то сломалось.
Личное мнение: все же мы слышали фразу "да зачем мне ходить на уроки физики, химии и пр.? Я же не буду учёным". Я слышал много раз. А потом те же самые люди рассказывают, что полярные сияния - это сплошная радиация, которая нас всех убьет, уничтожит озоновый слой, сожжет атмосферу и уничтожит жизнь на Земле. Но потом мы лезем в архив и находим там вспышки на Солнце конца октября - начала ноября 2003 года, сравниваем с нынешними и понимаем, что сегодняшние вспышки - это так, петарда "Корсар 3" по сравнению с праздничным салютом. И ничего, все всё пережили, даже МКС не упала. А в прошлом цикле такого количества сияний не было потому что сам цикл был один из самых слабых в истории. Поэтому сравнивать нынешний цикл с предыдущим, на мой взгляд, неправильно.
Солнечные циклы с 19-го по 25-й (нынешний) по среднемесячному числу солнечных пятен. Некоторые любят сравнивать нынешний цикл с предыдущим, но очень не любят сравнивать с 19-м. График взят отсюда.
Небольшой вывод по пунктам:
1). Солнечных вспышек действительно стало много. Но максимум солнечной активности должен быть таким. Тут всё в норме.
2). Магнитных бурь тоже стало много. Причина - участившиеся солнечные вспышки. Тоже в пределах нормы.
3). Полярных сияний стало несоизмеримо больше по сравнению с предыдущими годами. Во-первых опять же солнечная активность, во-вторых - дрейф магнитного полюса, из-за которого магнитный полюс Земли стал значительно ближе к России, в-третьих - доступность ночных съёмок, предупреждения о появлениях полярных сияний и физические эффекты. На жителей Земли полярные сияния не влияют совершенно никак, в темноте светиться от радиации никто не начал. Частицы солнечного ветра не навредят вам, даже если вы будете непосредственно в точке магнитного полюса Земли, потому что они редко проникают на глубину ниже 100 км. Поэтому вреда от магнитных бурь и полярных сияний лично я не вижу. Да и неоткуда этому вреду взяться. Максимум - у особо чувствительных голова поболит. И то: учёные сколько ни искали - но так и не смогли найти связь между геомагнитной активностью и состоянием здоровья человека. Экология и качество пищи на нас влияет куда сильнее, чем вспышки на звезде по имени Солнце.
Наслаждайтесь красотой, которую природа сама приносит в ваши дома!
Добро пожаловать в Астрофотолабораторию ВКонтакте и в Телеграм. И на пикабу тоже.