Итоги № 33 (2013)

Хоть светило выноси / Парадокс

Хоть светило выноси

/ Парадокс

Солнце решило поменять свои полюса. Чем нам это аукнется?

Специалисты из солнечной лаборатории НАСА объявили о том, что буквально через три-четыре месяца магнитные полюса нашего светила поменяются местами. «Эта перемена вызовет волновой эффект по всей Солнечной системе», — особо отметил специалист по физике Солнца из Стэнфордского университета Тодд Хоксема. Сообщение моментально вызвало волну паники. И не случайно.

В ожидании конца

В последние годы Солнце становится, пожалуй, главным ньюсмейкером, когда речь заходит о конце света или о неприятностях меньшего масштаба. Еще в 2009 году американские астрофизики делали мрачный прогноз на 22 сентября 2012 года. По их данным, светило в результате ряда мощных вспышек к этой дате должно было извергнуть из своих недр гигантские потоки плазмы. Они могли вызвать перебои в электрических сетях, вырубить все подстанции и трансформаторы на планете, в результате чего откинуть человеческую цивилизацию за порог каменного века. Прогноз американцев, к счастью, не сбылся. Тем не менее в августе прошлого года астрономы всего мира наблюдали исключительное явление на поверхности Солнца. На его диске тогда появилась темная змеевидная полоса, равная по длине радиусу светила, что составляет 700 тысяч километров. Какие только предположения не делались относительно природы этой темной полосы и последствий ее появления. Естественно, не обошлось и без самых мрачных прогнозов о том, что звезда вот-вот взорвется, неминуемо погубив планеты Солнечной системы, в том числе и Землю со всеми ее обитателями. Ученым долго пришлось успокаивать граждан, объясняя, что явление хоть и исключительное, но для нашей планеты вовсе не страшное. В итоге трещина рассосалась сама собой, хотя неприятный осадок после той истории все-таки остался. И вот общественность снова взбудоражена приближением еще одного неизвестного явления — сменой магнитных полюсов на Солнце. Какие последствия может иметь эта «перезарядка», мало кто разобрался, но слухами Земля наполнилась моментально. Страсти подогрело и высказывание ученых о волновом эффекте, то есть неминуемых колоссальных масштабах этого явления. Предположения о последствиях грядущего события возникли самые разнообразные.

Самым горячим головам в первую очередь пришли на ум ассоциации с магнитными полюсами Земли. Ведь магнитное поле нашей планеты, как известно, защищает все живое от космического, преимущественно солнечного излучения, служит ориентиром для многих животных, а также отчасти отвечает за состояние атмосферы. Однако земные полюса меняются достаточно редко — примерно раз в миллион лет, и с этим процессом некоторые исследователи связывают крупный природный катаклизм, произошедший на планете примерно 700 тысяч лет назад. По аналогии можно предположить, чем грозит инверсия, то есть смена солнечных магнитных полюсов. Ведь известно, что так называемый солнечный ветер — поток заряженных частиц, исходящий от звезды, — служит щитом, защищающим всю Солнечную систему от галактического излучения. Что же станет с этим щитом при переполюсовке на Солнце? Чего в таком случае ждать землянам? Впору рисовать страшные картины катастрофы: так и видится, как мощный поток радиации, идущий из космоса, выжигает на Земле все дотла, превращая ее поверхность в безжизненную пустыню. Насколько реален такой сценарий?

Вечные качели

Многих это удивит, но ученые, как ни странно, даже рады, что переполюсовка магнитного поля светила вот-вот состоится. Ведь фактически это означает, что наше светило живет в своем размеренном ритме. Как рассказал «Итогам» директор астрономической обсерватории Иркутского государственного университета доктор физико-математических наук Сергей Язев, «магнитная переполюсовка Солнца — процесс естественный, обычный, и наша планета пережила его огромное количество раз». Это явление, как поясняют астрофизики, происходит примерно раз в 11 лет на самом пике солнечной активности. Но неужели столь глобальное явление никак не отражается на земной жизни? Ведь каждый раз, когда на Солнце происходит мощная вспышка, население планеты, а уж тем более метеозависимые люди ощущают явный дискомфорт. Более того, медики заранее предупреждают о таких явлениях и просят беречь себя, а также иметь под рукой сердечные препараты и средства от давления.

Чтобы понять, что нам в реальности грозит, необходимо разобраться в физике процесса. По словам Сергея Язева, «магнитные поля Солнца можно разделить на два класса. Существует так называемое полоидальное магнитное поле. Его структура напоминает земное — силовые линии тянутся от одного магнитного полюса к другому, причем магнитные полюса совпадают с гелиографическими. Полоидальное магнитное поле — глобальное, но довольно слабое. Его как раз и имеют в виду специалисты НАСА, когда говорят о смене полюсов на звезде».

Далее необходимо учитывать, что Солнце вращается вокруг своей оси, причем весьма специфическим образом. Внешние его слои вращаются, как говорят гелиофизики, дифференциально: частица на экваторе движется быстрее, чем вблизи полюсов, из-за чего силовые линии полоидального поля вытягиваются перпендикулярно меридианам Солнца. Этот процесс имеет свое название — омега-эффект. В результате возникает вторая компонента солнечного магнитного поля — тороидальная. Петли тороидального поля всплывают из недр звезды, и в результате астрономы видят на ее сияющей поверхности так называемые солнечные пятна. Напряженность поля в пятнах в тысячи раз превышает средние характеристики полоидального поля. Но в отличие от последнего тороидальные поля локальны: они проявляются на Солнце только в так называемых активных областях, где магнитная энергия иногда выделяется в виде мощных взрывов — солнечных вспышек. Они и служат причиной геомагнитных явлений на Земле, в том числе магнитных бурь.

«Омега-эффект, — продолжает Сергей Язев, — постепенно перекачивает энергию полоидального магнитного поля в локальные тороидальные поля. Но этот процесс не бесконечен. В поверхностных слоях Солнца идет постоянная конвекция — раскаленные порции вещества всплывают к поверхности, как при кипении каши в огромной кастрюле. Каждый всплывающий объем, участвуя в глобальном вращении Солнца, стремится сохранить присущий ему момент вращения и поворачивается в противоположном направлении. В итоге снова появляется полоидальная составляющая магнитного поля. Постепенное объединение полей приводит к нарастанию новой полоидальной компоненты — но уже перевернутой по сравнению с предыдущим состоянием. Процесс формирования нового полоидального поля из тороидального известен под названием альфа-эффекта».

Омега- и альфа-эффекты постоянно борются друг с другом, поочередно побеждая. Магнитная энергия перекачивается из одной компоненты в другую. Полоидальная компонента (наиболее ярко выраженная во время минимума солнечной активности) за счет омега-эффекта постепенно превращается в тороидальную. Этот процесс достигает апогея к периоду максимума солнечного цикла, продолжаясь от четырех до пяти лет.

Эволюция тороидальных полей благодаря альфа-эффекту постепенно приводит к нарастанию новой полоидальной компоненты, но уже с перевернутой полярностью. Такая переполюсовка приходится на максимум солнечного цикла. Пятен на Солнце становится все меньше, зато усиливается полоидальное поле, достигая максимума к очередному минимуму солнечной активности, когда пятен на Солнце почти не наблюдается. Вторая часть солнечного цикла обычно продолжается пять — семь лет. Эти вечные качели, то есть непрекращающиеся взаимопревращения двух типов солнечных магнитных полей, и вершат знаменитый одиннадцатилетний цикл солнечной активности.

Именно такой процесс очередной переполюсовки разворачивается сейчас на глазах астрономов. При этом, как отмечают ученые, человек никак не чувствует смену полюсов. Этот процесс, несмотря на то что он глобален, с трудом регистрируется даже сложными научными приборами. Что уж говорить о человеческом организме, который и вспышки на Солнце не всегда чувствует. Получается, что в очередной раз мрачные прогнозы, связанные с поведением Солнца, основаны на одних лишь страхах. Радовать землян светом и теплом Солнце будет, как утверждают ученые, еще примерно пять миллиардов лет — именно столько, по средним расчетам, осталось жить звезде.