Читать книгу "Смерть с небес - Филип Плейт"

При этом материя, ранее удерживаемая этими магнитными полями, внезапно обнаруживает, что может увеличиться в объеме под действием интенсивного давления. Вместо одной петли, подброшенной кверху, как в случае вспышки, это выглядит так, будто всех их уже ничто не сдерживает. Материя внезапно выплескивается, и этот процесс называется корональным выбросом массы, или КВМ[12].

Энергия коронального выброса больше расходуется на ускорение частиц, чем на излучение света, поэтому в самом начале это событие очень сложно зарегистрировать. Действительно, несмотря на то что первую вспышку наблюдали почти 200 лет назад, корональные выбросы массы впервые обнаружили только в 1970-х гг.!

Они оказывают огромное влияние. В отличие от вспышек, которые, по сути, являются локальными возмущениями, корональные выбросы охватывают гигантские области на Солнце. Если вспышки можно сравнить с торнадо — они локальные, интенсивные, краткие и сконцентрированные, то корональные выбросы массы — это солнечные ураганы. Эффект не такой ударный, но имеет гораздо, гораздо большие масштабы: до 100 млрд т материи выбрасывается в пространство со скоростью 1,5 млн км/ч, и это может причинить гораздо больше ущерба.

Оторвавшись от поверхности Солнца, корональный выброс прорывается сквозь межпланетное пространство и расширяется до десятков миллионов километров. Он создает широкий фронт ударной волны, проходя сквозь разреженное вещество, ранее унесенное солнечным ветром. Это межпланетный звуковой удар, который может разгонять субатомные частицы до крайне высоких энергий и до скоростей, составляющих существенную долю от скорости света. Это как огромное цунами, запущенное Солнцем, и оно выдвигается вперед… иногда и в нашу сторону.

После извержения корональный выброс может пройти расстояние от Солнца до Земли за срок от одного до четырех дней. И для нас это единственное предостережение.

Само событие можно даже увидеть в тот момент, когда оно происходит. Что вы делаете, когда пытаетесь разглядеть самолет, пролетающий по небу на фоне Солнца? Вы прикрываете ладонью глаза, чтобы загородить Солнце и увидеть самолет. Астрономы делают то же самое. Оно оборудуют телескопы, направленные на Солнце, коронографами. Обычно это простые маски из металла, блокирующие пронзительный свет, исходящий от поверхности Солнца, и позволяющие увидеть находящиеся неподалеку менее яркие объекты. Телескопы регистрируют корональный выброс массы в виде расходящейся от Солнца световой волны. Если астрономы видят корональный выброс, отходящий от Солнца сбоку, они выдыхают с облегчением: он пройдет мимо Земли, потому что направлен в достаточно далекую от нас сторону. Но иногда Солнце бывает не столь покладистым, тогда оно швыряет в нашем направлении сотни миллиардов тонн плазмы, раскаленной до миллиона градусов. Это событие регистрируется как расходящееся гало, светящийся ореол, потому что мы смотрим в лицо надвигающегося на нас с бешеной скоростью фронта ускоренных субатомных частиц.

Когда он доберется до нас, разверзнется ад.

Звонок в дверь

Магнитное поле Земли отчасти похоже на магнитное поле Солнца. Вероятно, оно создается за счет движения горячих, расплавленных скальных пород и металла внутри Земли в процессе, подобном тому, что происходит на Солнце (однако в случае Солнца движущееся вещество — это раскаленный газ), и питается от динамо, как и поле Солнца. Это магнитное поле простирается далеко в космос от поверхности Земли, образуя область, называющуюся магнитосферой. Если бы Земля была одинока в пространстве, окружающее ее поле имело бы форму пончика — трехмерный вариант полукруглых линий, в которые выстраиваются железные опилки на бумаге, если снизу поднести магнит. Однако постоянный поток частиц солнечного ветра, огибающий Землю, придает магнитосфере Земли форму капли, как вода намывает песчаные отмели в форме капли на реке. Удлиненный конец всегда направлен от Солнца и называется геомагнитным хвостом.

Большинство людей знают, что магнитное поле Земли можно использовать, чтобы определить, в какой стороне находится север[13], но оно также действует как своего рода защитное силовое поле, отбрасывая любые заряженные субатомные частицы, пролетающие поблизости, и отправляя их восвояси. Это бережет нас от более серьезных последствий вспышек солнечного гнева. Оно даже защищает нашу атмосферу: без магнитосферы солнечный ветер уже давно бы сдул воздух, оставив на Земле голые скалы, как на Меркурии. Марс, вероятно, именно так потерял большую часть своей атмосферы.

Так что магнитное поле Земли — это хорошая штука. Обычно.

Когда корональный выброс массы от Солнца достигает Земли, он взаимодействует с магнитосферой нашей планеты. Мощная энергия этого потока способна разорвать магнитные силовые линии Земли со стороны Солнца и загнуть их на ночную сторону в геомагнитный хвост, где они могут вновь соединиться, — это немного похоже на то, как сильный встречный ветер сдувает ваши волосы от лица и они спутываются у вас на затылке.

Когда силовые линии магнитного поля земли вновь соединяются в геомагнитном хвосте, выделяется масса энергии. Заряженные субатомные частицы движутся вдоль линий вниз, к поверхности Земли. Ускоряясь в магнитном поле, они врываются в земную атмосферу, ионизируя молекулы воздуха, срывая с них электроны. Когда впоследствии электроны воссоединяются со своими атомами, излучается свет характерного цвета: молекулы кислорода испускают красный свет, а азота — зеленый[14]. Так как это происходит там, где магнитные силовые линии Земли входят в атмосферу в районе полюсов, обычно людей, живущих на высоких северных и южных широтах и не боящихся выйти из дома во время такого события, встречает потрясающее зрелище полярного сияния — северного полярного сияния на севере и южного полярного сияния на юге. Во время особенно мощного коронального выброса их можно наблюдать и на средних широтах; в 1859 г. солнечная вспышка породила массивный корональный выброс, в результате чего полярное сияние можно было видеть даже на широте Пуэрто-Рико.