Явления, происходящие на поверхности Солнца
В области солнечных пятен всегда имеется сильное магнитное поле, с напряженностью в тысячи раз большей, чем в невозмущенных областях. Данное поле действует на заряженные частицы плазмы и таким образом, препятствует возникновению потоков конвекции. Тогда на этой площади газ с высокой температурой перестает подниматься к поверхности, в результате температура этой части поверхности существенно уменьшается.
В области факела магнитное поле менее сильное, чем при образовании пятен, оно не способно останавливать вертикальные потоки плазмы. Но это магнитное поле может подавлять беспорядочное перемещение плазмы в потоке и способно уменьшать внутреннее трение. При этом появляется устойчивый восходящий поток газа с высокой температурой, который называют факелом.
Если заряженная частица движется в постоянном магнитном поле, то изменяется направление скорости ее движения. Переменное во времени магнитное поле, которое пронизывает плазму, способно изменять и направление, и модуль скорости заряженных частиц. Оно может образовывать направленное движение плазмы. Это способствует образованию мощных плазменных потоков. Данные потоки выбрасывают большие массы газа, которые выходят далеко в корону, при этом образуются протуберанцы.
Переменное магнитное поле, связанное с развитием совокупностей пятен, может оказывать давление на плазму, тогда в хромосфере над этой группой пятен, возникает мгновенное сжатие плазмы, при этом повышается температура газа. В этой области хромосферы появляется хромосферная вспышка – внезапное и резкое увеличение интенсивности свечения.
Переменное магнитное поле выбрасывает в пространство космоса плазменные потоки, скорость перемещения которых составляет порядка 1000 км/ч. Эти потоки называют корпускулярными потоками. Часть таких частиц могут разогнаться до скоростей, приближающихся к скорости света, при этом возникают космические лучи.
Потоки заряженных частиц, которые выбрасывает Солнце:
- долетают до Земли,
- отклоняются магнитным полем Земли,
- оказывают воздействие на магнитное поле Земли.
При наибольшей солнечной активности на Земле происходят сильные возмущения магнитного поля, которые называют магнитными бурями.
Некоторое количество заряженных частиц попадают в магнитное поле Земли и, перемещаясь по спиралям вдоль линий магнитной индукции магнитного поля нашей планеты, попадают в некоторую ловушку. Концентрируясь в виде колец вокруг Земли, частицы составляют радиационные пояса. Эти пояса обнаруживают спутники. В районах полюсов данные частицы попадают в атмосферу, при этом можно наблюдать полярные сияния.
Как относиться к прогнозам?
Магнитные шторма влияют на нашу планету и на все околоземное пространство. Буря такого рода способна вызвать раздражение магнитного поля Земли, что может привести к самым неожиданным последствиям.
Осенью 1859-го года произошла крупнейшая геомагнитная буря за всю историю Земли. Это природное явление окрестили «Событием Кэррингтона». Полностью сгорели все трансформаторы на электростанциях, расположенных на территории Европы и Северной Америки. Мощным импульсом были выведены из строя телеграфные линии.
В настоящее время астрономы ведут работы по прогнозированию космической погоды и взаимосвязи явлений, наблюдаемых в солнечной системе. До Земли выброс радиации долетает в течение 2-3-х суток. Этого времени вполне достаточно, чтобы изучить его и предсказать какой от него следует ждать эффект.
События, происходящие в космосе, не повторяются. Солнечные выбросы – явление случайное и происходит оно с различной скоростью и амплитудой. Поэтому предсказывать космическую погоду крайне сложно, но все-таки существуют вполне реальные техники прогнозирования. Они активно используются во время запуска космических аппаратов и в процессе управления полетом.
В апреле 2014-го года наблюдался пик солнечной активности. За тот год астрономы насчитали на Солнце свыше ста пятен. В настоящее время мы находимся в ожидании периода низкой активности дневного светила. Однако цикл продолжается, так что появление новых пятен не за горами.
По прогнозам очередной минимум придется на период с 2019-го по 2020 год. В целом снижение солнечной активности ничего хорошего нам не сулит. Постепенно верхние слои атмосферы охладятся и станут плотнее, а космический мусор переместится поближе к Земле.
Общая информация
Луна и Солнце. Вид с Земли.
Земля удалена от Солнца на расстояние 1,5·108 км, это и есть примерная величина астрономической единицы. На небе размер диска Солнца почти не отличается от Луны и составляет немногим больше половины градуса.
Солнце, как и любая звезда, представляет собой газовый шар, а значит, не имеет четко определенной границы, которая разделяла бы различные агрегатные состояния вещества. За условную границу поверхности Солнца принимают фотометрический край – точку перегиба в распределении яркости Солнца рядом с лимбом (резко очерченным краем). Расстояние от центра до таким образом определенной границы и есть условный радиус Солнца. Он равен 696 тысячам км. Условная поверхность Солнца близка к ее фотосфере – верхнему слою самой глубокой части атмосферы. Температура фотосферы минимальна, а газы наиболее непрозрачны. Благодаря этому видимый край Солнца резок и хорошо заметен.
Одна из главных характеристик любой звезды – масса – у Солнца равняется 2·1030 кг. Эта величина настолько огромна, что составляет массу практически всей Солнечной системы. Вклад всех остальных объектов – всего лишь около 1%. Средняя плотность вещества Солнца – 1,41 г/см³.
Солнце излучает колоссальное количество энергии во всех диапазонах. Еще одна важнейшая звездная характеристика – светимость – для нашей звезды составляет 3,828·1026 Вт. Солнце синтезирует свою энергию в недрах, где происходят термоядерные реакции. Однако при прохождении сквозь космическое пространство, особенно через атмосферы планет, большая часть энергии теряется. Мощность энергии, достигающей нашей планеты, – всего 1000 Вт/м². Но и эта часть энергии – колоссальный ресурс, необходимый для существования жизни, поддержания благоприятного климата, фотосинтеза растений и выработки кислорода, а также альтернативный источник электроэнергии для человека.
Солнце – одна из самых ярких близких к нам звезд, четвертая по яркости. Его абсолютная звездная величина равна +4,83m.
Средняя температура на поверхности Солнца составляет около 6 тысяч кельвинов. Она увеличивается с глубиной, и в недрах достигает 10 миллионов кельвинов.
Основные элементы, из которых состоит Солнце – это водород (70%) и гелий (28%). Остальные элементы составляют всего 2%, и в эту часть входят кислород, углерод, азот, сера и множество металлов. Спектральный состав Солнца говорит нам о том, что оно является типичной звездой главной последовательности, а также относится к желтым карликам (спектральный класс G). Видимое солнечное излучение имеет непрерывный спектр с десятками тысяч линий поглощения.
Наша звезда расположена на периферии Млечного Пути, в рукаве Ориона (Местном рукаве). Солнечная система находится около его внутреннего края, в Местном межзвездном облаке, имеющем высокую плотность, находящемся в более разреженном Местном пузыре – области горячего межзвездного газа. Расстояние от Солнца до центра Галактики – 26 тысяч световых лет. Солнце вместе со своей системой движется вокруг центра Млечного Пути со скоростью 217 км/с и обращается полностью примерно за 250 млн. лет.
Предполагается, что Солнце возникло после взрыва одной или даже нескольких сверхновых, произошедшего около 4,6 млрд. лет назад. В пользу этого предположения говорит высокое содержание металлов в звезде. Они могли образоваться в результате ядерных реакций, сопровождавших взрыв. Жизнь Солнца должна продолжаться примерно 10 миллиардов лет. В настоящее время звезда «прожила» почти половину своей жизни. Впоследствии оно должно превратиться в красного гиганта, поглотив близлежащие планеты, а после вновь сжаться, став белым карликом. Масса Солнца недостаточно велика для того, чтобы его жизненный цикл завершился взрывом сверхновой.
Солнце обладает очень мощным магнитным полем, напряженность которого подвержена временным изменениям. Направление поля тоже меняется с периодом в 11 лет. Изменения магнитного поля порождают различные эффекты, такие как солнечные вспышки, пятна, магнитные бури, полярные сияния и геомагнитные бури на Земле и другие. Совокупность всех этих явлений называется солнечной активностью.
Внутреннее строение
Из-за неравномерного распределения вещества в подфотосферной области невозможно узнать точную картину строения Солнца. Поэтому для того, чтобы иметь представление об условиях в его недрах, предполагают, что вещество в нем распределено равномерно. Наиболее близкие к реальному Солнцу условия такая модель дает в средней точке, на глубине, равной половине радиуса. Именно для этой точки определены средние значения плотности (1,41 г/см³), давления (6,6·1013) и ускорения свободного падения (1,37·102). Температура в средней точке достигает 2,8 млн. кельвинов.
С глубиной температура и давление в Солнце увеличивается и вблизи центра достигает десятка миллионов кельвинов и порядка нескольких сотен миллиардов атмосфер. При таких колоссальных температурах атомы и их частицы разгоняются до невероятно высоких скоростей. Из-за высокой плотности частицы постоянно сталкиваются с фотонами и между собой. Из-за этого атомы теряют свои внешние оболочки и остаются только ядра атомов. Их размеры уменьшаются на несколько порядков (от 10-10 до 10-15 м). Такое состояние называется высокой степенью ионизации, а газообразное вещество в нем – плазмой. Частицы плазмы постоянно сильно сталкиваются между собой, при этом происходят термоядерные реакции.
В недрах Солнца идут термоядерные реакции нескольких типов. Основные цепочки реакций – водородный и углеродный циклы. Первый вид называют также протон-протонной цепочкой, поскольку суть этого процесса состоит в столкновении протонов. Такая цепочка реакций приводит к превращению атомов водорода в атомы гелия. Наибольшая часть солнечной энергии синтезируется именно в ходе водородного цикла, поэтому он является важнейшим типом реакций в ядре Солнца. Второй тип – углеродный цикл – также приводит к превращению протонов в гелий (альфа-частицу). Но эти реакции происходят, только если в окружающей среде находится углерод. Этот цикл – важнейший источник энергии для звезд, масса которых чуть больше солнечной, однако у самого Солнца он обеспечивает лишь 1-2% синтеза.
Во время термоядерных реакций в ядре Солнца кроме непосредственно энергии образуются нейтрино – частицы, практические не взаимодействующие с веществом. Они проходят через звезду с околосветовой скоростью и практически не поглощаются веществом, распространяясь в космосе. Именно поэтому с помощью регистрации их потоков можно получить непосредственные данные об условиях в солнечных недрах.
Таким образом, тепловая энергия Солнца синтезируется только в ее ядре, а остальная ее часть нагревается посредством этом энергии, проходя постепенно сквозь все слои до фотосферы, где она выделяется в виде солнечного света.
С увеличением расстояния от ядра уменьшаются плотность и температура, а также прекращается углеродный цикл. На уровне 0,3 радиуса Солнца перестает идти и водородный цикл, поскольку здесь происходит резкое падение температуры и плотности. Выше этого уровня энергия передается только за счет теплопроводности между слоями. Эта область звезды простирается до 0,7 солнечного радиуса и называется зоной лучистого переноса.
Выше уровня в 0,7 радиуса энергия переносится за счет движения вещества. Верхние слои сильно охлаждаются из-за постоянного оттока излучения во внешнюю среду. Следовательно, газ становится менее ионизированным, а из-за этого уменьшается его непрозрачность. Возникают условия для конвекции – перемешивание холодных слоев с более горячими и их нагревание. Эта конвективная зона располагается до начального уровня атмосферы Солнца.
Опыт предков
Мореходы первыми заметили беспорядочное колебание компасной стрелки в определенное время в отдельных местах. Это нежелательное явление, которое могло длиться по нескольку суток, получило название «магнитные бури». Изучающий его геофизик И. Ламопт сделал вывод – увеличение количества пятен на солнце приводит к резкому росту частоты магнитных бурь.
1801-ый год был ознаменован еще одним открытием. Астроном У. Гершель заметил – цены на хлеб (в зависимости от его урожайности) меняются строго в соответствии с солнечной активностью. Спустя столетие, французский астроном Ф. Моро написал, что от влияния солнечных пятен зависят урожаи хлеба и винограда, сроки прилета некоторых видов птиц и период цветения отдельных сортов растений.
Отражение солнечной радиации. Поглощенная радиация. Альбедо Земли
Падая на земную поверхность, суммарная радиация в большей своей части поглощается в верхнем, тонком слое почвы или воды и переходит в тепло, а частично отражается. Величина отражения солнечной радиации земной поверхностью зависит от характера этой поверхности. Отношение количества отраженной радиации к общему количеству радиации, падающей на данную поверхность, называется альбедо поверхности. Это отношение выражается в процентах.
Итак, из общего потока суммарной радиации I sinh+i отражается от земной поверхности часть его (I sinh + i) А, где А — альбедо поверхности. Остальная часть суммарной радиации (I sinh + i)*(1-А) поглощается земной поверхностью и идет на нагревание верхних слоев почвы и воды. Эту часть называют поглощенной радиацией.
Альбедо поверхности почвы в общем заключается в пределах 10-30%; в случае влажного чернозема оно снижается до 5%, а в случае сухого светлого песка может повышаться до 40%. С возрастанием влажности почвы альбедо снижается. Альбедо растительного покрова — леса, луга, поля — заключается в пределах 10-25%. Для свежевыпавшего снега альбедо 80-90%, для давно лежащего снега — около 50% и ниже. Альбедо гладкой водной поверхности для прямой радиации меняется от нескольких процентов при высоком солнце до 70% при низком солнце; оно зависит также от волнения. Для рассеянной радиации альбедо водных поверхностей 5-10%. В среднем альбедо поверхности мирового океана 5-20%. Альбедо верхней поверхности облаков — от нескольких процентов до 70-80% в зависимости от типа и мощности облачного покрова; в среднем же оно 50-60%.
Преобладающая часть радиации, отраженной земной поверхностью и верхней поверхностью облаков, уходит за пределы атмосферы в мировое пространство. Также уходит в мировое пространство часть рассеянной радиации, около одной трети ее. Отношение этой уходящей в космос отраженной и рассеянной солнечной радиации к общему количеству солнечной радиации, поступающему в атмосферу, носит название планетарного альбедо Земли или просто альбедо Земли.
Планетарное альбедо Земли оценивается в 35-40%; по-видимому, оно ближе к 35%. Основную часть планетарного альбедо Земли составляет отражение солнечной радиации облаками.
Воздействие магнитных бурь на фауну
Дельфины, голуби, пчелы и некоторые другие представители животного мира ориентируются в окружающем пространстве по магнитному полю. Их нервные окончания содержат зерна магнетита, обладающего сильными ферримагнитными свойствами. Магнитные бури нарушают работу данного природного механизма, и животные начинают вести себя довольно странно.
Разумеется, частичками магнетита располагают далеко не все живые существа. Но все равно при заметном изменении магнитного поля наблюдается негативная реакция. Электромагнитные явления сказываются на многих жизненных процессах: частоте нервных импульсов и скорости химической реакции.
Результаты измерений рассеянной радиации
Интенсивность рассеянной радиации, измеряемая, как сказано выше, для единицы горизонтальной поверхности, также меняется в течение дня.
Она возрастает до полудня по мере возрастания высоты солнца и убывает после полудня. Зависит она и от прозрачности атмосферы; однако уменьшение прозрачности, т. е. увеличение числа помутняющих частиц в атмосфере, не уменьшает, а увеличивает рассеянную радиацию. Кроме того, рассеянная радиация в очень широких пределах меняется в зависимости от облачности; радиация, отраженная облаками, также частично рассеивается, в связи с чем общая интенсивность рассеянной радиации возрастает. По той же причине отражение радиации снежным покровом увеличивает рассеянную радиацию.
В безоблачные дни рассеянная радиация невелика. Даже при высоком солнце, т. е. в полуденные часы летом, ее интенсивность в отсутствии облаков не превышает 0,1 кал/см2 мин. Облачность увеличивает эту величину в 3-4 раза.
В Арктике, при сравнительно тонких облаках и снежном покрове, рассеянная радиация летом может достигать 1 кал/см2 мин. Очень велика она летом и в Антарктиде. С увеличением высоты места над уровнем моря интенсивность рассеянной радиации убывает.
Рассеянная радиация может, таким образом, существенно дополнять прямую солнечную радиацию, особенно при низком солнце.
Рассеянная радиация не только увеличивает нагревание земной поверхности. Она увеличивает и освещенность на земной поверхности. Особенно существенно, иногда до 40%, увеличивается общая освещенность, если на небе есть облака, не закрывающие солнечный диск.
История открытий
Количество экзопланет, открытых разными способами: Радионаблюдение пульсаров Метод радиальных скоростей Транзитный метод Метод синхронизации Визуальное наблюдение Гравитационное линзирование Астрометрический метод
Анимация хронологии открытия экзопланет. Цвет точки означает метод открытия. Горизонтальная ось — размер большой полуоси. Вертикальная ось — масса. Для сравнения белым цветом обозначены планеты солнечной системы
Солнечной системы
В конце 1980-х годов многие группы астрономов начали систематическое измерение скоростей ближайших к Солнцу звёзд, ведя специальный поиск экзопланет с помощью высокоточных спектрометров.
Впервые внесолнечная планета (Тадмор) была найдена канадцами Б. Кэмпбеллом, Г. Уолкером и С. Янгом в 1988 году у оранжевого субгиганта Гамма Цефея A (Альраи), но её существование было подтверждено лишь в 2002 году.
В 1989 году сверхмассивная планета (или коричневый карлик) была найдена Д. Латамом около звезды HD 114762 A. Однако её планетный статус был подтверждён только в 1999 году.
Первые экзопланеты — Драугр и Полтергейст — были обнаружены у нейтронной звезды Лич (PSR 1257+12), их открыл астроном Александр Вольшчан в 1991 году. Эти планеты были признаны вторичными, возникшими уже после взрыва сверхновой.
В 1995 году астрономы Мишель Майор (Michel Mayor) и Дидье Келос (Didier Queloz) с помощью сверхточного спектрометра обнаружили покачивание звезды Гельвеций (51 Пегаса) с периодом 4,23 сут. Планета Димидий, вызывающая покачивания, напоминает Юпитер, но находится в непосредственной близости от светила. В среде астрономов планеты этого типа называют «горячими юпитерами».
В дальнейшем путём измерения лучевой скорости звёзд и поиска их периодического доплеровского изменения (метод Доплера) было обнаружено несколько сотен экзопланет.
В августе 2004 года в системе звезды Сервантес (μ Жертвенника) была обнаружена первая планета — горячий нептун Кихот. Она обращается вокруг светила за 9,55 суток, на расстоянии 0,09 а. е., температура на поверхности ~ 900 K (+626 °C), масса ~ 14 масс Земли.
Первая сверхземля, обращающаяся вокруг нормальной звезды (а не пульсара), была обнаружена в 2005 году около звезды Глизе 876. Её масса — 7,5 масс Земли.
В 2004 году было получено первое изображение (в инфракрасных лучах) кандидата в экзопланеты у коричневого карлика 2M1207.
13 ноября 2008 года впервые удалось получить изображение сразу целой планетной системы — снимок трёх планет, обращающихся вокруг звезды HR 8799 в созвездии Пегаса. Это первая планетная система, открытая у горячей белой звезды раннего спектрального класса (А5). Все открытые ранее планетные системы (за исключением планет у пульсаров) были обнаружены вокруг звёзд более поздних классов (F-M).
13 ноября 2008 года также впервые удалось обнаружить планету Дагон вокруг звезды Фомальгаут путём прямых наблюдений.
В 2011 году Дэвид Беннетт из Университета Нотр-Дам (Индиана, США) объявил на основе наблюдений 2006—2007 годов на 1,8-метровом телескопе Университетской обсерватории Маунт-Джон в Новой Зеландии об открытии с помощью метода микролинзирования 10 одиночных юпитероподобных экзопланет. Правда, две из них могут быть высокоорбитальными спутниками ближайших к ним звёзд.
В сентябре 2011 года было объявлено об открытии двух экзопланет KIC 10905746 b и KIC 6185331 b любителями астрономии в рамках проекта Planet Hunters, предназначенного для анализа данных собранных телескопом «Кеплер». При этом упоминалось о 10 кандидатах в планеты, но на тот момент только два из них с достаточной степенью уверенности определялись учёными как экзопланеты. Планеты были найдены добровольными участниками проекта среди данных, которые профессиональные астрономы по тем или иным причинам отсеяли и если бы не помощь добровольцев, то эти планеты вероятно остались бы неоткрытыми.
5 декабря 2011 года телескопом Кеплер была обнаружена первая сверхземля в обитаемой зоне — Kepler-22 b.
20 декабря 2011 года телескопом Кеплер у звезды Кеплер-20 были обнаружены первые экзопланеты размером с Землю и меньше — Kepler-20 e (радиусом 0,87 земного и массой от 0,39 до 1,67 масс Земли) и Kepler-20 f (0,045 массы Юпитера и 1,03 радиуса Земли).
Авторское представление о транзите планеты GJ 1214b перед своей звездой
красного карлика.
Поглощение солнечной радиации в атмосфере
В атмосфере поглощается сравнительно небольшое количество солнечной радиации, при этом главным образом в инфракрасной части спектра. Это поглощение — избирательное: разные газы поглощают радиацию в разных участках спектра и в разной степени.
Азот поглощает радиацию только очень малых длин волн в ультрафиолетовой части спектра. Энергия солнечной радиации в этом участке спектра совершенно ничтожна, и потому поглощение азотом практически не отражается на интенсивности солнечной радиации. В большей степени, но все же очень мало поглощает солнечную радиацию кислород — в двух узких участках видимой части спектра и в ультрафиолетовой его части. Более сильным поглотителем солнечной радиации является озон. Его содержание в воздухе, даже в стратосфере, очень мало; тем не менее он настолько сильно поглощает ультрафиолетовую радиацию, что из солнечной постоянной теряется несколько процентов. В результате поглощения в верхних слоях атмосферы в солнечном спектре у земной поверхности не наблюдаются волны короче 0,29 мк.
Сильно поглощает радиацию в инфракрасной области спектра углекислый газ; но его содержание в атмосфере ничтожно, и поэтому поглощение им в общем незначительно. Основным же поглотителем радиации в атмосфере является водяной пар, сосредоточивающийся в тропосфере и, особенно в нижней ее части. Из общего состава солнечной радиации водяной пар поглощает значительную долю в инфракрасной области спектра. Хорошо поглощают солнечную радиацию также атмосферные аэрозоли, т. е. облака и твердые частички, взвешенные в атмосфере.
В целом в атмосфере поглощается 15-20% радиации, приходящей от Солнца к Земле. В каждом отдельном месте поглощение меняется с течением времени в зависимости как от переменного содержания в воздухе поглощающих субстанций, главным образом водяного пара, облаков и пыли, так и от высоты солнца над горизонтом, т. е. от толщины слоя воздуха, проходимого лучами на пути сквозь атмосферу.
сказка
Первые связи между циклом солнечных пятен и флуктуациями глобального магнетизма установили наблюдательные станции Британской колониальной империи. Английский астроном Ричард Кристофер Кэррингтон зарегистрировал причины магнитных бурь 1 сентября 1859 года во время Кэррингтонского события 1859 года. В свой телескоп он увидел огромный взрыв на Солнце, который проявился как очень яркая вспышка света, продолжавшаяся всего несколько минут (этот взрыв сейчас входит в десятку самых сильных вспышек, когда-либо наблюдавшихся). Примерно 20 часов спустя выброшенное вещество и испускаемая радиация достигли Земли и вызвали магнитную бурю, которая затронула даже стрелки компаса. Это событие можно рассматривать как начало исследований солнечно-земных отношений и космической погоды. Кэррингтон подозревал в это время связь между вспышками и геомагнитными эффектами. Однако эту идею пришлось пересмотреть, поскольку изменения в магнетизме Земли в первую очередь связаны с CME и вызванными ими ударными волнами и отклонениями магнитного поля.
В 1932 году , космическое радио излучение было обнаружено с помощью Карл Янский ; десять лет спустя Джеймс Стэнли Хей изучает радиоизлучение солнца во время исследования помех британским радиолокационным станциям во время Второй мировой войны. В последующие годы радиоизлучение было исследовано более подробно с использованием переоборудованных ракет Фау-2 . Поскольку земная атмосфера блокирует большую часть солнечного радиоизлучения, захваченные ракеты были оснащены измерительными приборами и сбиты. Измерения можно проводить вдали от земли, где мешающее влияние атмосферы меньше.
Корональные выбросы массы (CME) были обнаружены только в 1974 году с помощью космической станции Skylab из-за плохой видимости .
Эффекты
Электромагнитное излучение и магнитные бури
Солнечные вспышки увеличивают поток частиц высокой энергии на Землю. Это также может мешать работе электронных компонентов на поверхности земли. Процент брака при изготовлении чувствительных полупроводниковых элементов во время магнитных бурь значительно выше. Воздействие CME на магнитосферу Земли приводит к образованию геомагнитных бурь . Они связаны с быстрым изменением направления и силы магнитного поля на земле. Потом в разветвленных проводниках такие. B. В линиях высокого напряжения или в трубопроводах индуцируются высокие токи. Нарушение промышленного производства, такого как производство компьютерных микросхем, поломка высоковольтных сетей и коррозия нефтепроводов, выявляют значительную корреляцию между солнечной активностью и возникновением этих экономических сбоев.
Космическая погода может влиять на современные системы связи, напрямую нарушая работу электронных устройств на борту спутников, используемых для этой цели. Спутниковая связь, навигация и ориентация существенно ограничены как потоками частиц, так и флуктуирующими магнитными полями. Солнечные бури также могут повредить или разрушить компоненты спутников или привести к системным сбоям. Ожидается, что это будет происходить, в частности, в спутниках, электронные компоненты которых не защищены от космического пространства и которые работают при низком напряжении, чтобы потреблять мало энергии. Это имеет серьезные последствия для телефонов, телевидения, прогнозов погоды и, прежде всего, для передачи данных и спутниковой навигации. В результате излучения высокой энергии или частиц условия распространения сигнала в ионосфере также ухудшаются. Обычно ионосфера действует как зеркало для высокочастотных сигналов (3–30 МГц) и ниже. Однако эти отражательные свойства меняются настолько значительно в контексте интенсивного воздействия пространства, что могут возникать нежелательные перекрытия сигналов. В области верхних слоев атмосферы и ионосферы происходит прерывистое или неверно направленное распространение радиоволн. Например, 29 октября 2003 г. произошел сбой в работе справочных служб GPS в Германии . Служба спутникового позиционирования ASCOS компании E.ON Ruhrgas также вышла из строя на несколько часов. Также из-за изменения магнитного поля Земли в 1989 году в Квебеке ( Канада ) на девять часов пропало электричество. Причины — геомагнитно-индуцированные токи в линиях электропередачи и отказы силовых трансформаторов .
Помимо этих технических сбоев, протоны и электроны с высокой энергией, генерируемые вспышками и КВМ, также представляют опасность для живых существ. В частности, космонавты и персонал самолетов, а также воздушные путешественники подвергаются повышенному облучению из-за высоты, на которой они находятся. Концентрации частиц, измеренные после большой вспышки в октябре 1989 года, оказались смертельными даже для космонавтов в защитной одежде. Этот аспект играет важную роль, особенно во время длительных космических путешествий или при работе вне космического корабля. Отдельные частицы, особенно с высокой энергией, иногда даже достигают земли и, таким образом, способствуют естественному облучению. Косвенно — в результате мутаций — космическая погода также влияет на эволюцию живых существ. Выражаются более сильные геомагнитные бури, например, Б. также в раскачивании стрелки компаса и вызывают раздражение у животных, которые руководствуются магнитным полем земли (голуби или перелетные птицы).
Рентгеновские лучи и гамма-лучи
Поток частиц кольцевого тока во время магнитных бурь, который часто на несколько порядков выше, также может повредить спутники, поскольку изолированные части поверхности спутника могут стать очень электрически заряженными, а пробои высокого напряжения вызывают дефекты и отказы. Повышенное радиоизлучение, которое может наблюдаться в связи с солнечными вспышками, также может повлиять на ежедневный трафик мобильных телефонов, особенно в утренние и вечерние часы.
Северное сияние
Электроны и протоны CME стимулируют и ионизируют верхнюю атмосферу. Создается северное сияние : световые явления, особенно в районе полярных ледяных шапок; однако в случае сильных солнечных вспышек он может распространяться и на северные, и на южные широты.
Космические лучи
Космические лучи, содержащие частицы высокой энергии, особенно опасны для пилотируемой космической техники . Это представляет повышенный риск для здоровья (повышенный риск рака) для летного состава и космонавтов, поскольку самолет не имеет надлежащей защиты от сильных галактических космических лучей.
Конструкция ракеты Storm Shadow
Благодаря особому профилю конструкции крылатой тактической ракеты Storm Shadow, она способна оставаться продолжительное время вне зоны обнаружения средств противовоздушной обороны. Это же достигается и благодаря полёту на высоте всего лишь 30-40 метров над уровнем земли, чего удалось добиться благодаря используемой в ракете системе GPS-наведения и альтиметру.
Ракета обладает дозвуковым турбореактивным двигателем, что позволяет ракете развивать скорость порядка 1000 км\ч.
Благодаря использованию квазибаллистической траектории в процессе полёта, ракета становится сложной целью для перехвата.
В ракете могут использоваться несколько боевых частей, что зависит от типа поражаемой цели. В случае с поражением наземных объектов, суббоевая часть осуществляет «прострел» пространства перед ракетой, после чего в объект влетает основная боевая часть, обеспечивая тем самым нанесение максимального ущерба.
В процессе полёта, система управления ракеты осуществляет сравнение параметров цели с заложенными в неё идентификаторами, и в случае совпадения параметров, осуществляет поражение. В случае, если конечная цель отличается от заложенной в блоке управления, запускается механизм самоликвидации ракеты.
Воздействие на человека
Влияние солнечного излучения на здоровье человека определяется различными факторами. Имеет значение место жительства человека, климат, а также количество времени, проведенного под прямыми лучами.
При нехватке солнца у жителей Крайнего Севера, а также у людей, чья деятельность связана с работой под землей, например у шахтеров, наблюдаются различные расстройства жизнедеятельности, снижается прочность костей, возникают нервные нарушения.
Дети, недополучающие света, страдают рахитом чаще, чем остальные. Кроме того, они более подвержены заболеваниям зубов, а также имеют более длительное протекание туберкулеза.
Однако слишком продолжительное воздействие световых волн без периодической смены дня и ночи может пагубно отразиться на состоянии здоровья. Например, жители Заполярья часто страдают раздражительностью, утомлением, бессонницей, депрессиями, снижением трудоспособности.
Таким образом, люди, которые находятся под длительным излучением:
- подвержены высокой вероятности возникновения рака кожных покровов;
- имеют повышенную склонность к сухости кожи, что, в свою очередь, ускоряет процесс старения и появление пигментации и ранних морщин;
- могут страдать ухудшением зрительных способностей, катарактой, конъюнктивитом;
- обладают ослабленным иммунитетом.
Нехватка витамина D у человека является одной из причин злокачественных новообразований, нарушений обмена веществ, что приводит к излишней массе тела, эндокринным нарушениям, расстройству сна, физическому истощению, плохому настроению.
Человек, который систематически получает свет солнца и не злоупотребляет солнечными ванными, как правило, не испытывает проблем со здоровьем:
- имеет стабильную работу сердца и сосудов;
- не страдает нервными заболеваниями;
- обладает хорошим настроением;
- имеет нормальный обмен веществ;
- редко болеет.
Таким образом, только дозированное поступление излучения способно положительно отразиться на здоровье человека.
