Представьте себе солнечную бурю, порождающую полярные сияния по всему небу. Нет, мы не видели их настолько сильными в текущем солнечном цикле. Но еще в феврале 1872 года люди по всему миру сообщили, что видели яркое северное и южное сияние. Виновник? Группа солнечных пятен среднего размера, выпустившая поток заряженных частиц в результате коронального выброса массы, направленного к Земле.
Как и в случае с сегодняшними сильными космическими погодными штормами, давнее событие не только заставило полярные сияния танцевать на большей части неба Земли, но и нарушило технологии. Это на несколько часов повлияло на телеграфную связь по подводному кабелю в Индийском океане между Бомбеем (Мумбаи) и Аденом. Сообщалось о подобных беспорядках на проводной линии связи между Каиром и Хартумом. Это предвещало ущерб, который такие штормы могут нанести сегодняшним электросетям и спутниковой связи.
Сегодня ученые знают гораздо больше о солнечной активности, вызывающей эти штормы. Однако в те времена наука о солнечной энергии все еще находилась в зачаточном состоянии. У нас не было опоясывающих весь мир взаимосвязанных систем связи. И тогда, и сейчас, чрезвычайно сильные солнечные бури были относительно редки, но они все равно могли нанести ущерб. Сегодня мы хорошо осознаем угрозу современным технологиям. Сильные солнечные бури могут вывести из строя электростанции, остановить связь, поставить под угрозу мировые финансовые и торговые системы и нанести вред жизни. «Чем дольше будет отключено электроснабжение, тем больше обществу, особенно тем, кто живет в городских районах, будет трудно справиться с ситуацией», — сказал Хисаси Хаякава, ведущий автор группы, изучающей древние солнечные бури. «Можем ли мы поддерживать нашу жизнь без такой инфраструктуры? Ну, скажем так, это будет чрезвычайно сложно».
Изучение древней солнечной бури
Солнечное событие 1872 года было названо штормом Чепмена-Сильвермана. Недавно международная группа из 22 ученых во главе с Хаякавой из Нагойского университета в Японии, Эдвардом Клайвером из Национальной солнечной обсерватории США и Фредериком Клеттом из Королевской обсерватории Бельгии изучила его очень подробно. Их инструментами были исторические записи в сочетании с современными методами оценки шторма Чепмена-Сильвермана от его зарождения на Солнце до его воздействия на нашу планету.
Как вы собираетесь находить записи о шторме, произошедшем в столь далёком прошлом? Сначала вы посмотрите на записи солнечных пятен. Люди уже давно зарисовывают группы солнечных пятен, и записи ведутся довольно давно. За этот период команда изучила бельгийские и итальянские записи о солнечных пятнах. Для наземных воздействий они использовали измерения геомагнитного поля, зарегистрированные в таких разных местах, как Бомбей (Мумбаи), Тифлис (Тбилиси) и Гринвич. Это дало им представление о временной эволюции и силе шторма. Наконец, они изучили сотни отчетов о визуальных полярных сияниях, вызванных ураганом, написанных на разных языках.
«Наши результаты подтверждают, что буря Чепмена-Сильвермана в феврале 1872 года была одной из самых сильных геомагнитных бурь в новейшей истории. Его размер соперничал с ураганом Кэррингтон в сентябре 1859 года и ураганом на железной дороге Нью-Йорка в мае 1921 года», — сказал Хаякава. «Это означает, что теперь мы знаем, что за последние два столетия мир видел как минимум три геомагнитные супербури. События космической погоды, которые могут вызвать такое серьезное воздействие, представляют собой риск, который нельзя сбрасывать со счетов».
Другие события солнечной бури в истории
Хотя очень экстремальные солнечные бури редки, Хаякава отмечает, что с середины 19 века было три таких супербури, как событие 1872 года. Знаменитая Кэррингтонская буря в сентябре 1859 года (также называемая Кэррингтонским событием) была самой интенсивной геомагнитной бурей в зарегистрированной истории. Оно длилось более суток и создало глобальные полярные сияния, которые можно увидеть почти по всему миру. Он, как и более поздний шторм Чепмена-Сильвермана, также затронул телеграфные линии.
Еще одна очень сильная солнечная буря произошла в мае 1921 года. Получившая название «Нью-йоркская железнодорожная буря», она продолжалась три дня в результате чрезвычайно мощного выброса корональной массы от Солнца. Электрические токи, вызванные ураганом в нашей атмосфере, вызвали несколько пожаров, в том числе один недалеко от Центрального вокзала Нью-Йорка. Именно поэтому ураган получил свое название, связанное с железной дорогой. Как и другие сильные геомагнитные бури, эта сопровождалась яркими полярными сияниями. Это также повлияло на телеграфную связь и дальнюю радиосвязь.
Хаякава предположил, что нашим технологически развитым обществам очень повезло, что они не столкнулись с такими событиями. «Нам повезло, что мы пропустили такие суперштормы в наше время», — сказал он. «С другой стороны, возникновение трех таких суперураганов за шесть десятилетий показывает, что угроза современному обществу реальна. Поэтому сохранение и анализ исторических записей важны для оценки, понимания и смягчения последствий таких событий».
На что обратить внимание в текущем солнечном цикле
Сегодня мы находимся в 25-м солнечном цикле, приближаясь к солнечному максимуму в течение следующего года. За последние несколько месяцев наше небо озарило несколько солнечных вспышек. Эти полярные сияния появились за пределами полярных и северных/южных регионов планеты. И по мере приближения солнечного максимума мы можем ожидать увеличения активности Солнца, влияющей на Землю. Будем ли мы испытывать экстремальные солнечные бури? Нет никакого способа узнать.
Все, что для этого нужно, — это одна очень сильная солнечная вспышка от группы солнечных пятен (и это не обязательно должно быть большое скопление), направленная в нашем направлении. К счастью, у нас есть возможность отслеживать эти вспышки, как только они покидают Солнце. Ученые могут заранее предупреждать об этих солнечных бурях, чтобы операторы спутников, владельцы сетей и другие технологические компании могли принять меры, чтобы избежать худшего ущерба.
Для дополнительной информации
Описана количественная оценка одной из крупнейших магнитных бурь в истории: полярные сияния покрыли большую часть ночного неба от тропиков до полярных регионов.
Экстремальное явление космической погоды в феврале 1872 года: солнечные пятна, магнитные возмущения и полярные сияния
