З давніх часів Сонце було відоме як джерело світла і тепла, постачальник життя. Його промені пробуджують рослини з землі, приносячи весну, а потім багаті врожаї.
Земля сама по собі мала містичні властивості, коли китайська міфологія поширила використання магнітів компасів для визначення напрямку на північ. У 1600 році, після століть використання компасів на заході, Вільям Гілберт, особистий лікар королеви Єлизавети І, опублікував книгу про магніти, де описав Землю як одну величезну магнітну систему.
Американський астрофізик Джордж Еллері Хейл став відомим завдяки побудові найбільшого телескопа у світі в середині 20 століття. Хейл почав свою кар’єру з вивчення Сонця, і, використовуючи поляризоване світло, він показав, що певні області Сонця є надзвичайно магнітними, з полями, що в тисячі разів сильніші за земні. Це магнетизм був найсильнішим в темних районах, які називали сонячними плямами.
У 17 столітті, Галілео Галілей, використовуючи новостворений телескоп, виявив, що Сонце має плями. Він спостерігав багато їхніх властивостей, зокрема, що вони показують, що Сонце обертається щомісяця, а також що їхній розмір змінюється з часом. Хоча Галілей проводив деякі експерименти з магнітами у вигляді магнітних каменів, він точно не пов’язав це з сонячними плямами.
Спостережувані зміни
Сонячні плями привернули увагу астрономів, і з розширенням доступності та якості телескопів їх стали уважно відстежувати до 1645 року. Незважаючи на великий інтерес до них, астрономи не змогли знайти сонячних плям протягом 70 років, що стало відомим як мінімум Маундера.
Потім, у 1715 році, вони раптово знову з’явилися. З того часу сонячні плями з’являються і зникають в циклі, що триває близько 11 років, який називається сонячним циклом, при цьому кількість сонячних плям варіюється від нуля до сотень. До 1859 року спроби пояснити сонячні цикли, зв’язавши їх з іншими циклічними явищами, можна було б класифікувати як астрологічні, уявляючи зв’язок між небесами і Землею, що не є реальним.
У 1859 році Річард Каррінгтон, багатий власник пивоварні та аматор-астроном, малюючи сонячні плями, до свого здивування побачив, як одна з них раптово змінила колір з темного на світлий.
Цей вибуховий “сонячний спалах” тривав лише кілька хвилин, але через два дні він спричинив величезну полярну та магнітну бурю, яку назвали Подією Каррінгтона. Аврори, зазвичай обмежені до полярних широт, були видні по всьому світу. Технології того часу зазнали впливу: телеграфні системи працювали без батарей або вибухали вогнем.
Дебатується, які наслідки мав би подібний випадок для сучасних технологій, оскільки таких подій масштабу Каррінгтона не траплялося з того часу. Однак у 1859 році ще не було ясно, що Сонце і Земля справді можуть бути взаємопов’язаними, і багато хто вважав, що сонячний спалах і пізніша буря були лише випадковим збігом.
Вплив сонячного магнетизму
Виявлення сонячного магнетизму Хейлом через 50 років після Події Каррінгтона, разом з записами, що показують, що аврори мали 11-річний цикл, подібний до циклу Сонця, стало основою для сучасного розуміння “сонячно-земного зв’язку”.
Цей зв’язок базується на магнетизмі. Сонячні плями самі зберігають магнітну енергію; її тиск дозволяє сонячним плямам бути холоднішими, ніж сусідні ділянки Сонця, що випромінюють світло, або фотофери, і тому темнішими.
При відповідних умовах магнітна енергія може бути вивільнена в різних формах. Білі спалахи, подібні до того, що спостерігав Каррінгтон, є дуже рідкісними – частіше магнітна енергія перетворюється на рентгенівські промені.
Гравітація поблизу сонячної поверхні в 30 разів сильніша, ніж на Землі, тому будь-який рух, спричинений спалахами, рідко може вийти з цієї області. Замість цього, області над сонячними плямами можуть викидати величезні хмари газу в космос, які називаються “корональними масовими викидами”. Якщо одна з них випадково потрапить у напрямку нашої планети, це може спричинити бурі аврор.
Якщо магнітне поле активної області навколо сонячної плями створює газову хмару, яка досягне Землі з протилежним магнітним напрямком до того, що було виявлено Гілбертом у 1600 році, енергія може проникнути в регіон біля Землі. Ця енергія зберігається на ночній стороні, а не на тій, що звернена до Сонця, і спричиняє аврори.
Якщо магнітний напрямок не збігається, можливо, буде деяке стиснення через гарячу, швидку газову хмару, але нічого більше. Зараз ми знаходимося на або біля несподівано великого піку в кількості сонячних плям, і є великі шанси, що ми продовжимо спостерігати великі магнітні бурі, подібні до тих, що відбулись у травні 2024 року, протягом кількох наступних років.
Ці явища поєднують красу і небезпеку, але вони обов’язково зацікавлять.
Мартін Коннорс, професор астрономії, математики та фізики, Університет Атабаски
Читайте оригінальну статтю.
