Георгий Макаров: "Мы приближаемся к максимуму солнечной активности"
Ох уж эти магнитные бури, о которых нас предупреждают на новостных сайтах, прямо не дают спокойно пожить! Того и гляди, с неба стукнет по голове сгусток плазмы. Это шутка, конечно, а серьезно мы поговорили об этом явлении с Георгием МАКАРОВЫМ, ведущим научным сотрудником лаборатории магнитосферно-ионосферных исследований Института космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера.
СПРАВКА
«ЯВ» Георгий Афанасьевич родился в Якутске. Окончил Якутский государственный университет (1975). Защитил кандидатскую диссертацию на тему «Зависимость магнитной активности от ориентации магнитосферы Земли относительно межпланетного магнитного поля» (1986). С 1975 г. работает научным сотрудником, ученым секретарем, ведущим научным сотрудником (с 2016 г.) в Институте космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера. Область научных интересов: геофизика, геомагнетизм и высокие слои атмосферы, космические исследования.
— Георгий Афанасьевич, вот что такое магнитные бури, если по-простому?
— Сейчас да, действительно много пишут о магнитных бурях, об их воздействии на человека, его здоровье, также о воздействии на технику. Это реакция магнитного поля Земли на изменения, происходящие на Солнце и в межпланетном пространстве.
— Что там меняется?
— На Солнце происходит активизация, например, солнечные вспышки, возникновение солнечных пятен и других образований. Солнце представляет собой плазменное образование, это раскаленный шар с очень высокой температурой, до 6 тысяч градусов по Цельсию (если сравнить с нашими 35– 40 летом в Якутске, то да, на Солнце слишком уж жарковато. — И. Е.). Также на Солнце есть свои магнитные поля. И во время активизации от него в межпланетное пространство отрываются потоки плазмы, они представляют собой потоки заряженных частиц. А вокруг нашей Земли имеется атмосфера, у которой самый высокий слой состоит из ионизированного газа — ионосфера. Ну это тоже плазменная оболочка.
— Она тоненькая?
— Относительно самой атмосферы, возможно. Так вот, под воздействием солнечного ветра (так обычно называют эти потоки плазмы) магнитное поле Земли искажается. В отсутствие солнечного ветра оно представляло бы собой симметричную структуру и его силовые линии можно было уподобить силовым линиям гигантского компаса.
Мы рассматриваем фото, на котором это магнитное поле изображено в виде линий, образующих как бы «уши» Земли, но очень большие, как у Чебурашки.
— Под воздействием солнечного ветра магнитное поле искажается: со стороны, обращенной к Солнцу, оно поджимается, и, наоборот, с ночной стороны вытягивается — образуется так называемый «хвост» магнитосферы. Магнитосфера Земли — это пространство, занимаемое магнитным полем Земли. И этот «хвост» может дойти чуть ли не до лунной орбиты. Так вот, в связи с такими изменениями солнечные частицы могут проникнуть глубже сначала в ионосферу, а в случае сильных бурь то и в атмосферу. Не забываем, что это плазменные частицы, и у них есть свое магнитное поле, которое, вне всякого сомнения, будет взаимодействовать с магнитным полем Земли. Это очень сложные процессы, в двух словах их не описать. В результате таких бурь вокруг Земли образуются электрические токи огромной силы.
— То есть Солнце нашу Землю электрошокером бьет?
— Образно, наверное, можно и так сказать, хотя не совсем. Магнитные поля солнечного ветра взаимодействуют с магнитным полем Земли, при определенном направлении межпланетного поля происходит аннигиляция полей. В результате сложных физических процессов в магнитосфере Земли возникают электрические токи. И у этих объемных токов есть свое магнитное поле, которое тоже взаимодействует с земным полем.
— Аннигиляция связана с исчезновением? Что-то помнится из научно-фантастических романов.
— Так оно и есть, силовые линии разрываются или пересоединяются и относятся в сторону. Легче всего представить себе эти линии в виде веревок, которые, касаясь друг друга, разрываются и их отбрасывают в разные стороны. Но самое главное, вокруг нашей планеты возникает кольцевой ток. Кольцевой ток — показатель развития геомагнитных бурь, которые классифицируются как слабые, сильные и супербури. Это зависит от величины объемного тока вокруг Земли.
— Интересно, а этот ток можно использовать в хозяйстве?
— Технически очень сложно, хотя есть ученые, которые занимаются проектами такого рода.
— Вопрос, конечно, наивный, но как ученые наблюдают за Солнцем? Туда же невозможно запустить зонд или что-то в этом роде?
— Есть наземные и спутниковые солнечные обсерватории, снабженные современными телескопами. И, конечно, сделано много фотографий, на которых хорошо видно строение этой звезды. Видны вспышки, протуберанцы (дуги, двумя концами упирающиеся в атмосферу), темные пятна — корональные дыры (там температура понижена), даже то, как отрываются сгустки плазмы, уходящие в межпланетное пространство.
— А откуда ветер в космосе? Там же вакуум, воздуха нет!
— Ветер от самого Солнца, оно же дышит, и от него исходит тепловое излучение, как жар от печки, к примеру. Солнечный ветер никогда не прекращается, и заряженные частицы истекают от него.
— Георгий Афанасьевич, текущий год, 2023-й, он какой-то необычный в отношении количества магнитных бурь?
— Нет, такое уже было. Солнечная активность происходит по циклам. Ее судят по количеству вспышек и солнечных пятен. Их количество изменяется с периодом примерно 11 лет. Сейчас мы находимся на фазе роста солнечной активности, которая в 2025 году достигнет своего максимума, потом начнет уменьшаться, и следующие несколько лет на Солнце будет спокойно.
— Интересно, почему такое происходит и именно по такому циклу?
— Дело в том, что магнитные поля на Солнце меняют свое направление каждые 11 лет. А полный магнитный цикл составляет около 22 лет. Сравним: у нас на Земле оно не меняется за сотни тысяч лет.
— Почему такая разница?
— На Солнце происходят очень интенсивные процессы, плазма-то кипит.
— Вот вы говорите, что в темных пятнах температура ниже. А если туда зонд посадить?
— Не получится, он при подлете уже сгорит, слишком высокая температура.
— Жаль.
— И, к сожалению, мы в нашем институте не можем напрямую заниматься прогнозированием процессов на Солнце, только фиксируем, что произошло изменение. Что именно творится на нем, не видим, так как нет спутников, телескопов и т. д. А вот в Иркутске начинают глобальное наблюдение за нашим светилом, там создали мощный гелиофизический комплекс, в состав которого входят Большой солнечный телескоп, солнечный коронограф, Сибирский солнечный радиотелескоп, инфракрасный телескоп, радар некогерентного рассеяния, сеть ионозондов для зондирования атмосферы и ряд других устройств. Да, кстати, интересно то, что буквально недавно все мировые обсерватории (и наши, и за рубежом) пропустили возникновение большой магнитной бури.
— Как это? Почему?
— Дело в том, что истечение солнечной плазмы происходит радиально, то есть во все стороны. А до нашей планеты доходит то, что излучается на экваторе звезды. Но вот недавно поток плазмы каким-то непонятным образом долетел до Земли совсем с части Солнца, откуда, в общем-то, не должен был. И его пропустили в прогнозе. Бывает, оказывается, и так.
— И все-таки интересно, почему мы, люди, так реагируем на все эти межпланетные события?
— Так у нас в мозгу и сердце работают свои электрические системы, которые, конечно, реагируют на сильные изменения магнитного поля Земли.
— Напомните, пожалуйста, сколько от Земли до Солнца расстояние?
— Примерно 150 млн километров, а поток частиц преодолевает это расстояние со скоростью порядка 350 км в секунду, то есть дня за два-три. Во время солнечной активности скорость может увеличиться, и солнечные частицы достигают Земли за день-два.
Ирина ЕЛИСЕЕВА.
Фото: 24krasnodar.ru