Солнечное пятно, в шесть раз превышающее диаметр Земли, образовалось на Солнце в среду. Изображение через NASA / SDO / AIA / HMI / Центр космических полетов Годдарда
В среду НАСА опубликовало снимок серии огромных пятен, сфотографированных в Обсерватории солнечной динамики - орбитальном телескопе. По оценкам, солнечные пятна - темные пятна в центре изображения - имеют больший диаметр, чем шесть Земли, расположенных рядом друг с другом.
Эти пятна не представляют особой опасности - они являются просто временными областями интенсивной магнитной активности, которые препятствуют нормальным конвекционным потокам Солнца, - но иногда нестабильная область вокруг пятна может вызвать необычно большую солнечную вспышку (внизу), в результате чего образуются потоки излучение наружу от солнца. И достаточно большая солнечная вспышка может привести к значительному изменению солнечного ветра, чтобы вызвать здесь на Земле геомагнитную бурю, которая может привести к короткому замыканию на спутниках и нарушить нашу телекоммуникационную инфраструктуру во всем мире.
Чтобы было ясно, такой сценарий кажется маловероятным из этого текущего набора солнечных пятен - SpaceWeather.com указывает, что в настоящий момент вероятность вспышек класса X составляет всего 15%, минимальный уровень, необходимый для выбивания спутников и наземных спутников. коммуникационные технологии. Но мы решили воспользоваться этой возможностью, чтобы представить, насколько далеко идущие последствия массивной солнечной вспышки будут в современном ультрасвязанном мире.
Так получилось, что по крайней мере один раз за всю историю наблюдалось солнечное событие такого масштаба: солнечная буря 1859 года. 1 и 2 сентября того же года произошла самая большая геомагнитная буря в истории человечества, вызвав полярные сияния ( северное и южное сияние), чтобы быть видимым во всем мире. Балтиморский Американский и Коммерческий Рекламодатель написал:
Те, кто оказался поздно вечером в четверг, имели возможность стать свидетелями еще одной великолепной демонстрации сияний сияния ... Свет, казалось, покрывал весь небосвод, по-видимому, как светящееся облако, сквозь которое неясным образом сияли звезды большей величины. Свет был больше, чем у луны в его полном объеме, но обладал неописуемой мягкостью и деликатностью, которые, казалось, окутывали все, на что он опирался.
Конечно, массивная солнечная буря также нанесла ущерб, вызвав сбои в работе телеграфа (даже приводя к поражению электрическим током операторов) и вызвав внезапное зажигание и загорание некоторых опор телеграфа.
В 1989 году произошла значительно меньшая солнечная буря, отключившая электроэнергию на большей части Квебека более чем на 9 часов, нарушившая связь с несколькими спутниками на орбите и мешающая передаче коротковолнового радио в России. Как сообщается, полярные сияния были видны на юге до Флориды и Джорджии; учитывая продолжающуюся холодную войну и тот факт, что многие никогда не видели этого явления раньше, некоторые опасались, что идет ядерный удар.
Как солнечная активность на расстоянии 93 миллионов миль привела к такому разрушению? Эти типы штормов являются результатом внезапного выброса корональной массы (CME) - массивного всплеска солнечной плазмы (электронов, протонов и ионов), который выбрасывается в космос - который часто происходит рядом с особенно большими солнечными вспышками.
Солнечный ветер - это непрерывный поток заряженных частиц, выбрасываемых из Солнца в направлении Земли, но особенно большое значение CME может привести к достаточно сильному скачку скорости и энергии частиц, чтобы нарушить магнитное поле, окружающее Землю. Это, в свою очередь, вызывает сияние и сбои в работе нашего телекоммуникационного оборудования, которые зависят от электромагнитных сил.
Художественное изображение солнечного ветра, взаимодействующего с магнитным полем Земли. Изображение через НАСА
Если сегодня наступит столь масштабный СМЕ, как тот, который вызвал шторм 1859 года, последствия могут быть разрушительными. Учитывая увеличение нашей зависимости от электричества и телекоммуникаций (даже с 1989 года), последствия, безусловно, будут гораздо более значительными, чем неисправные телеграфные опоры.
Трудно оценить, насколько многие аспекты современной жизни зависят от технологий, которые могут быть затронуты. Как сказал National Geographic в 2011 году Дэниел Бейкер из Лаборатории физики атмосферы и космоса Университета Колорадо: «Каждый раз, когда вы покупаете галлон газа с помощью своей кредитной карты, это спутниковая транзакция». Гигантский шторм может нарушить наши системы GPS, связь с самолетами в полете и другими важными спутниковыми технологиями.
Но наибольшую обеспокоенность, по мнению экспертов, будут сбои в нашей электросети - как указывается в отчете ОЭСР за 2011 год (PDF) о воздействии солнечных бурь: «Электроэнергия - это краеугольная технология современного общества, от которой зависят практически все другие инфраструктуры и услуги». ». Всплеск солнечного ветра может подорвать силовые трансформаторы, расплавив их медные обмотки, и особенно в сильно взаимосвязанных регионах (например, на восточном побережье), отказы трансформаторов могут вызвать каскадные эффекты, распространяя перебои с подачей электроэнергии на широкие территории.
В одном из анализов был рассмотрен шторм 1921 года, который был в десять раз сильнее, чем в 1989 году, и было установлено, что если бы он произошел сегодня, он лишил бы электричества около 130 миллионов человек, что потенциально может повлиять на распределение воды и продуктов питания, отопление и кондиционирование воздуха, канализацию избавление и множество других аспектов инфраструктуры мы считаем само собой разумеющимся ежедневно. Общая стоимость еще более сильного шторма, такого как событие 1859 года, может быть огромной: примерно от 1 до 2 триллионов долларов только за первый год, а общее восстановление может занять от 4 до 10 лет.
Хорошая новость заключается в том, что СМЕ, достаточно большие, чтобы вызвать разрушения, подобные шторму 1859 года, редки - для того, чтобы нанести самый серьезный ущерб, СМЕ нужно направить так, чтобы Земля получила удар от удара. К счастью, солнечная активность происходит в цикле продолжительностью примерно 11 лет, в течение которого все виды солнечной активности (включая количество солнечных пятен, частоту вспышек и уровень массовых выбросов) колеблются от высоких до низких и обратно до высоких снова. Тем не менее, мы приближаемся к вершине цикла, который, по прогнозам НАСА, произойдет этой осенью.
Как НАСА, так и Центр прогнозирования космической погоды Национальной метеорологической службы контролируют солнечную активность и выдают предупреждения, когда происходят CME и другие изменения в солнечном ветре. Текущий трехдневный прогноз SWPC не прогнозирует штормов в выходные, несмотря на это новое огромное пятно.
Если бы был обнаружен массивный CME, такие 3-дневные прогнозы дают нам некоторое время: есть некоторые меры, которые могут быть предприняты электрическими коммунальными предприятиями для защиты своего оборудования, такие как быстрое отключение трансформаторов. Полярные полеты, которые совершаются на больших высотах, могут быть перенаправлены во избежание контакта с разрушающими солнечными частицами, а некоторые спутники могут быть переведены в безопасный режим, чтобы минимизировать ущерб. Здесь, на Земле, по крайней мере, у нас будет время подготовиться к возможному отключению электроэнергии и другим проблемам.
