Цивілізація у небезпеці? Що таке геомагнітний шторм і як він може паралізувати Землю

Ця активність призводить до сонячних спалахів і корональних викидів маси, під час яких із сонячної корони у випадковому напрямку викидається величезна кількість енергії у вигляді гарячої плазми.

Протягом мільярдів років Сонце постійно викидало свої «плазмові бомби». Незначна частина цих викидів досягала Землі, але постійне відстеження сонячної активності розпочалося лише у середині ХІХ століття.

Відомо, що приблизно об 11:18 першого вересня 1859-го 33-річний власник пивоварні та астроном-аматор Річард Керрінгтон помітив сильний спалах на Сонці, який спричинив великий корональний викид маси.

Через 18 годин сонячна плазма досягла Землі, що призвело до найпотужнішого геомагнітного шторму в історії спостережень. Найпотужніша буря вивела з ладу телеграфні пристрої в Європі та Північній Америці, а також викликала оптичний ефект північного сяйва у різних куточках планети.

Геомагнітну бурю, яку Керрінгтон засік у своїй обсерваторії в Англії, пізніше назвали Подією Керрінгтона або Сонячним суперштормом. Автор відкриття отримав Золоту медаль Королівського астрономічного товариства за спостереження.

Сонячні цикли

Періодичність корональних викидів маси Сонця та геомагнітних штормів можна прогнозувати за допомогою сонячних циклів.

Сьогодні найяскравішим циклом сонячної активності є проміжок у 11 років, який також називають циклом або законом Швабе-Вольфа. Під час пікових значень цього циклу — сонячних максимумів — на Сонці помічають найбільше плям, спалахів і викидів енергії.

Останній 24-й сонячний максимум стався у 2014 році, тому наступну пікову активність Сонця варто очікувати 2025-го.

Однак деякі дослідники припускають, що цей цикл може бути неточним, оскільки максимальна сонячна активність часто проявляється раптово. Наприклад, із початку 2022-го майже щодня астрономи спостерігали спалахи та викиди корональної маси. Деякі з них були найпотужнішими з раніше зафіксованих.

Ми не можемо надійно передбачити сонячні цикли. Ми не до кінця розуміємо сонячну динаміку, яка генерує магнітні поля, видимі на поверхні у вигляді сонячних плям, та які виробляють спалахи. Це одна з невирішених проблем астрофізики, тому неточність у наших прогнозах не дивна", — заявив астрофізик Майкл Вітленд із Сіднейського університету в Австралії.

Крім циклу Швабе-Вольфа, деякі експерти також виділяють 22-річні цикли (цикл Гейла), столітні цикли (цикл Ґляйсберґа) і навіть тисячолітні цикли (цикл Голлстатта).

Попри це, учені досі не знають, що спричиняє сильну магнітну активність на Сонці. Результати деяких досліджень свідчать, що це можуть бути гравітаційні хвилі, але для підтвердження цього поки що недостатньо даних.

Коли були останні геомагнітні бурі?

Як уже писав НВ, 28 жовтня 2021 року на Сонці стався великий сонячний спалах, який став найсильнішим штормом у поточному погодному циклі нашої зірки.

Згідно з попередженням Центру прогнозів космічної погоди США, Сонце випустило спалах типу X1. Це найпотужніший вид спалаху, пік якого припав на 11:35 ранку за східним поясним часом (18:35 за Києвом).

«Клас X позначає найінтенсивніші спалахи, а число дає більше інформації про їхню силу. X2 вдвічі інтенсивніший за X1, X3 втричі інтенсивніший тощо. Спалахи, які класифікуються як X10 або сильніші, уважаються надзвичайно інтенсивними», — заявили тоді представники NASA.

Спалах наприкінці минулого року викликав тимчасове, але сильне відключення радіозв'язку на сонячній стороні Землі з центром у Південній Америці.

У вересні 2017-го також повідомлялося про сонячний спалах класу Х9.3, який став найпотужнішим із 2006 року. П’ять років тому геомагнітна буря також призвела до відключень радіозв'язку: високочастотні радіостанції зазнали «втрати сигналу протягом години над освітленою стороною Землі», а зв’язок низькочастотного діапазону, використовуваний у навігації, був недоступний протягом години.

Такий потужний викид, спрямований у бік Землі, також призвів до появи полярних сяйв, які бачили, наприклад, мешканці штату Огайо. Експерти попереджали, що наступний подібний спалах може пошкодити супутники, засоби зв’язку та системи живлення.

Наскільки небезпечними є геомагнітні бурі?

Сонячні шторми рідко становлять безпосередню загрозу життю людини. Але факт упливу геомагнітних бур на важливі телекомунікаційні системи, включно із системами безпеки, є незаперечним.

За даними Space Weather ЕКА, геомагнітні бурі можуть порушити роботу пристроїв — від космічних служб зв’язку, навігації та прогнозування погоди до розподілу електроенергії на поверхні Землі.

У Національному управлінні океанічних та атмосферних досліджень заявляли, що геомагнітний шторм класу G2 спричинив утрату 40 супутників компанії SpaceX. Через сильний уплив Сонця супутники не змогли вийти на потрібну орбіту.

Геомагнітні бурі можуть упливати на комунікаційні системи літальних апаратів, включно з літаками і космічними кораблями. Украй потужні шторми можуть призвести і до катастрофічних наслідків.

Для попередження таких наслідків учені пропонують створити окреме сузір'я супутників, яке відстежуватиме сонячну активність. Ці супутники могли б попереджати астронавтів про те, що наближається сильна геомагнітна буря, і їм слід сховатися в капсулах, щоб уникнути руйнування їхніх ДНК протонами в плазмі.

Деякі дослідники припускають, що шторм масштабу Події Керрінгтона може спричинити інтернет-апокаліпсис, на тривалий час залишивши величезну кількість людей і підприємств в «автономному режимі». З цієї причини уряд Великобританії вказує на несприятливу космічну погоду як одне з найсерйозніших стихійних лих у своєму Національному реєстрі ризиків.

Серед найгірших сценаріїв сильного геомагнітного шторму — відключення стільникового зв’язку та сигналів GPS, що може активувати протоколи ядерного захисту багатьох країн. Крім цього, тисячі літаків, що перебувають у небі, будуть змушені приземлитися в найкоротші терміни, що може спричинити логістичний хаос.

Не варто забувати і про небезпеку зіткнення супутників: виведення з ладу блоків управління космічних апаратів на орбіті може призвести до ланцюгової реакції та масового знищення навколоземних супутників.

У такому разі, згідно з ефектом Кесслера, космічний простір навколо Землі може стати непридатним для подальших досліджень.