Недавний всплеск солнечной активности позволил людям по всему миру увидеть потрясающее северное (и южное) сияние, видимое даже на более низких широтах. Это явление, вызванное мощной солнечной бурей, представляет собой нечто большее, чем просто красивое световое шоу — оно даёт ценную информацию о сложных взаимодействиях между Солнцем и Землей.
Поскольку Солнце сейчас достигает своей максимальной активности за 11-летний цикл, мы можем ожидать более интенсивных выбросов частиц, которые в конечном итоге приводят к ослепительным полярным сияниям и геомагнитным бурям, которые могут повлиять на нашу инфраструктуру.
Во время этих бурь высокоэнергетические частицы, исходящие от Солнца, направляются магнитным полем Солнца и переносятся в магнитное поле Земли в процессе, известном как повторное подключение.
Затем частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля Земли, сталкиваясь с холодными атмосферными частицами и выделяя энергию в виде видимого света. Конкретные цвета, которые излучаются, зависят от используемых элементов: азот дает синие и пурпурные оттенки, а кислород — зеленые и красные.
В обычных условиях полярные сияния наблюдаются только у полюсов из-за магнитного поля Земли, напоминающего стержневой магнит. Однако во время сильных солнечных явлений магнитное поле может сжиматься и разжиматься, перемещая сияния ближе к экватору и делая их видимыми для более широкой аудитории.
В то время как полярные сияния являются чудом природы, геомагнитные бури могут создавать проблемы для современной инфраструктуры.
Они могут вызывать перепады токов в линиях электропередач, железнодорожных путях и трубопроводах, что потенциально может привести к коррозии и сбоям в работе. Спутники также подвержены риску, поскольку сильные электрические разряды потенциально превращают их в «спутники-зомби», которые не могут поддерживать связь и часто полностью теряются.
Кроме того, геомагнитные бури могут влиять на точность GPS и скорость спутникового Интернета. Они также могут влиять на радиационные пояса планеты, которые состоят из заряженных частиц высокой энергии, которые создавают помехи для высокочастотной радиосвязи и влияют на концентрацию озона.
Для изучения полярных сияний и механизмов, лежащих в их основе, ученые используют устройство под названием терелла, которое имитирует полярные сияния, запуская электроны в магнитную сферу в вакуумной камере. Изменяя напряженность магнитного поля и расстояния до объектов, исследователи могут наблюдать за изменением полярных сияний и получать представление о магнитных полях небесных объектов.
Полярные сияния завораживают своей красотой, но также служат напоминанием о потенциальных опасностях, связанных с геомагнитными бурями, и о необходимости защиты нашей инфраструктуры и технологий от их воздействия. Каждая сильная буря влечет за собой улучшения и усовершенствования, повышая нашу устойчивость к будущим событиям.