Цивилизация в опасности? Что такое геомагнитный шторм и как он может парализовать Землю

Данная активность приводит к солнечным вспышкам и корональным выбросам массы, во время которых из солнечной короны в случайном направлении выбрасывается огромное количество энергии в виде горячей плазмы.

В течение миллиардов лет Солнце постоянно выбрасывало свои «плазмовые бомбы». Незначительная часть этих выбросов достигала Земли, но постоянное отслеживание солнечной активности началось только в середине XIX века.

Известно, что примерно в 11:18 первого сентября 1859-го 33-летний владелец пивоварни и астроном-любитель Ричард Кэррингтон заметил сильную вспышку на Солнце, которая вызвала крупный корональный выброс массы.

Через 18 часов солнечная плазма достигла Земли, что привело к самому мощному геомагнитному шторму в истории наблюдений. Мощнейшая буря вывела из строя телеграфные устройства в Европе и Северной Америке, а также вызвала оптический эффект северного сияния в разных уголках планеты.

Геомагнитную бурю, которую Кэррингтон засек в своей обсерватории в Англии, позже назвали Событием Кэррингтона или Солнечным суперштормом. Автор открытия получил Золотую медаль Королевского астрономического общества за свои наблюдения.

Солнечные циклы

Периодичность корональных выбросов массы Солнца и геомагнитных штормов можно прогнозировать с помощью солнечных циклов.

Сегодня самым ярко выраженным циклом солнечной активности является промежуток в 11 лет, который также называют циклом или законом Швабе-Вольфа. Во время пиковых значений этого цикла — солнечных максимумов — на Солнце замечают больше всего пятен, вспышек и выбросов энергии.

Последний 24-й солнечный максимум произошел в 2014 году, поэтому следующую пиковую активность Солнца стоит ожидать в 2025-м.

Однако, некоторые исследователи предполагают, что этот цикл может быть неточным, поскольку максимальная солнечная активность часто проявляется внезапно. Например, с начала 2022-го почти каждый день астрономы наблюдали вспышки и выбросы корональной массы. Некоторые из них были самыми мощными из ранее зафиксированных.

«Мы не можем надежно предсказать солнечные циклы. Мы не до конца понимаем солнечную динамику, которая генерирует магнитные поля, видимые на поверхности в виде солнечных пятен, и которые производят вспышки. Это одна из нерешенных проблем астрофизики, поэтому неточность в наших прогнозах неудивительна», — заявил астрофизик Майкл Уитленд из Сиднейского университета в Австралии.

Кроме цикла Швабе-Вольфа некоторые эксперты также выделяют 22-летние циклы (цикл Хейла), вековые циклы (цикл Гляйсберга) и даже тысячелетние циклы (цикла Холлстатта).

Несмотря на это, ученые до сих пор не знают, что приводит к сильной магнитной активности на Солнце. Результаты некоторых исследований гласят, что это могут быть гравитационные волны, но для подтверждения этого пока недостаточно данных.

Когда были последние геомагнитные бури?

Как уже писал НВ, 28 октября 2021 года на Солнце произошла крупная солнечная вспышка, которая стала самым сильным штормом в текущем погодном цикле нашей звезды.

Согласно предупреждению Центра прогнозов космической погоды США, Солнце выпустило вспышку типа X1. Это самый мощный вид вспышки, пик которой пришелся на 11:35 утра по восточному поясному времени (18:35 по Киеву).

«Класс X обозначает самые интенсивные вспышки, а число дает больше информации о их силе. X2 в два раза интенсивнее X1, X3 в три раза интенсивнее и так далее. Вспышки, которые классифицируются как X10 или сильнее, считаются необычно интенсивными», — заявили тогда представители NASA.

Вспышка в конце прошлого года вызвала вызвала временное, но сильное отключение радиосвязи на солнечной стороне Земли с центром в Южной Америке.

В сентябре 2017-го также сообщалось о солнечной вспышке класса Х9.3, которая стала самой мощной с 2006 года. Пять лет назад геомагнитная буря также привела к отключениям радиосвязи: высокочастотные радиостанции испытали «потери сигнала в течение часа над освещенной стороной Земли», а связь низкочастотного диапазона, которая используется в навигации, была недоступна в течение часа.

Столь мощный выброс, направленный в сторону Земли, также привел к появлению полярных сияний, которые видели, например, жители штата Огайо. Эксперты предупреждали, что следующая подобная вспышка может повредить спутники, средства связи и системы питания.

Насколько опасны геомагнитные бури?

Солнечные штормы редко представляют непосредственную угрозу для жизни человека. Но факт воздействия геомагнитных бурь на важные телекоммуникационные системы, включая системы безопасности, неоспорим.

По данным Space Weather ЕКА, геомагнитные бури могут нарушить работу устройств от космических служб связи, навигации и прогнозирования погоды до распределения электроэнергии на поверхности Земли.

В Национальном управлении океанических и атмосферных исследований заявляли, что геомагнитный шторм класса G2 привел к потере 40 спутников компании SpaceX. Из-за сильного воздействия Солнца спутники не смогли выйти на нужную орбиту.

Геомагнитные бури также могут влиять на коммуникационные системы летательных аппаратов, включая самолеты и космические корабли. Крайне мощные штормы могут привести и к катастрофическим последствиям.

Для предупреждения таких последствий ученые предлагают создать отдельное созвездие спутников, которое будет отслеживать солнечную активность. Эти спутники могли бы предупреждать астронавтов о том, что приближается сильная геомагнитная буря, и им следует спрятаться в капсулах для избежания разрушениях их ДНК протонами в плазме.

Некоторые исследователи предполагают, что шторм масштаба События Кэррингтона может вызвать интернет-апокалипсис, на долгое время оставив огромное количество людей и предприятий в «автономном режиме». По этой причине правительство Великобритании указывает неблагоприятную космическую погоду как одно из самых серьезных стихийных бедствий в своем Национальном реестре рисков.

Среди самых худших сценариев сильного геомагнитного шторма — отключение сотовой связи и сигналов GPS, что может активировать протоколы ядерной защиты многих государств. Кроме этого, тысячи самолетов, находящихся в небе, будут вынуждены приземлиться в кратчайшие сроки, что может повлечь за собой логистический хаос.

Не стоит забывать и об опасности столкновения спутников: выведение из строя блоков управления космических аппаратов на орбите может привести к цепной реакции и массовому уничтожению околоземных спутников.

В таком случае, согласно эффекту Кесслера, космическое пространство вокруг Земли может стать непригодным для дальнейших исследований.