Может ли солнечная буря когда-либо уничтожить Землю?

На модерации Отложенный

Изображение солнечной вспышки, снятое НАСА в 2013 году, в период высокой солнечной активности.(Изображение предоставлено: НАСА Годдард)
Вся жизнь на Земле обязана своим существованием лучистому солнечному теплу. Но что происходит, когда эта радиация выходит из-под контроля, и миллиарды тонн заряженного солнечного материала внезапно прокладывают к нам путь со скоростью тысячи миль в секунду? Что происходит, когда Земля получает прямой удар от солнечной вспышки— и может ли достаточно сильная вспышка когда-либо уничтожить жизнь на нашей планете?
 
Ответы сложны, но большинство ученых сходятся в одном: магнитное полеЗемли и изолирующая атмосфера чрезвычайно хорошо защищают нас даже от самых мощных солнечных вспышек. В то время как солнечные бури могут вмешиваться в радиолокационные и радиосистемы или отключать спутники, самое вредное излучение поглощается в небе задолго до того, как оно коснется человеческой кожи.
«Мы живем на планете с очень плотной атмосферой... это останавливает все вредное излучение, которое производится в солнечной вспышке», — сказал Алекс Янг, заместитель директора по науке в научном отделе гелиофизики в Центре космических полетов годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Даже в крупнейших событиях, которые мы видели за последние 10 000 лет, мы видим, что эффекта недостаточно, чтобы повредить атмосферу и сделать ее не защищенной», — сказал Янг в видео 2011, года в котором говорилось об опасениях, что солнечная вспышка положит конец миру в 2012 году.
 
Тем не менее, не все солнечные вспышки безвредны. В то время как магнитное поле Земли предотвращает широко распространенную смерть от солнечной радиации, чистая электромагнитная сила вспышки может нарушить электросети, интернет-соединения и другие устройства связи на Земле, что приведет к хаосу и, возможно, даже смерти. Эксперты по космической погоде в НАСА и других агентствах серьезно относятся к этой угрозе и внимательно следят за Солнцем на предмет потенциально опасной деятельности.

Солнечные вспышки извиваются в атмосфере Солнца. (Изображение предоставлено: NASA/SDO)

Что такое солнечные вспышки?

Солнечные вспышки происходят, когда линии магнитного поля Солнца  становятся напряженными и извилистыми, вызывая огромные, размером с планету штормы электромагнитной энергии, образующиеся на поверхности Солнца. Мы можем видеть эти штормы как холодные, темные пятна, известные как солнечные пятна. Вокруг солнечных пятен огромные усики линий магнитного поля скручиваются, катушатся и иногда щелкают, создавая мощные вспышки энергии или солнечные вспышки.
Большая часть энергии от солнечной вспышки излучается в виде ультрафиолетового и рентгеновского света, ранее сообщала Live Science. Тем не менее, интенсивная энергия вспышки может также нагревать близлежащий газ в атмосфере Солнца, запуская огромные капли заряженных частиц, известных как корональные выбросы массы (CME), в космос. Если вспыхивающее солнечное пятно оказывается лицом к Земле, то любые возникающие CME взрываются прямо к нам, обычно достигая нашей планеты в течение от 15 часов до нескольких дней.
 
Независимо от того, слышали ли вы о CME или нет, вы, вероятно, пережили сотни из них; По данным НАСА, Солнце излучает от одного CME каждую неделю до нескольких в день, в зависимости от того, где мы находимся в 11-летнем цикле активности Солнца.
Большинство CME проходят над нашей планетой совершенно незамеченными широкой публикой, благодаря мощному магнитному полю Земли, или магнитосфере.
 
Тем не менее, самые большие, самые энергичные CME могут фактически сжимать магнитное поле нашей планеты, так происходят геомагнитные бури.
 
Когда электромагнитная энергия Солнца вливается в нашу магнитосферу, атомы и молекулы в атмосфере Земли становятся электрически заряженными, создавая эффекты, которые можно увидеть по всему миру. Во время таких штормов северное сияние, обычно наблюдаемое только вблизи Северного полюса, может смещаться вниз так далеко, что становится видимым вблизи экватора.
 
Радиолокационные системы по всему миру могут отключиться, а электрические сети могут быть перегружены и потерять мощность. Некоторые эксперты опасаются, что достаточно крупная CME может создать «интернет-апокалипсис», перегружая подводные интернет-кабели и оставляя части мира без доступа в Интернет на недели или месяцы, правда этого еще ни разу не произошло. Спутники и космические станции, которые вращаются за пределами защиты атмосферы Земли, также могут быть ослаблены ренегатским излучением CME.
 
Тем не менее, даже самая мощная геомагнитная буря в истории — событие Каррингтона 1859 года — не оказала заметного влияния на здоровье людей или другой жизни на Земле. Если до этого еще более сильные солнечные бури обрушились на нашу планету, нет никаких доказательств того, что они повлияли на здоровье человека.
 
«Несмотря ни на что, вспышки не оказывают существенного влияния на нас здесь, на Земле», — сказал Дуг Бисекер, исследователь из Центра прогнозирования космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований.  «Какие потоки должны были бы ударить по Земле, чтобы уничтожить нас? Я не знаю ответа на этот вопрос, но, очевидно, мы никогда даже не наблюдали солнечного события, достаточно большого, чтобы оказать какое-либо измеримое влияние на здоровье человека».
 

Звездный урон

Наша ближайшая звезда, возможно, не представляет угрозы вымирания, но ученые подозревают, что другие близлежащие звезды могут. Когда у некоторых звезд заканчивается топливо и они умирают, они взрываются в огромной сверхновой, которая взрывает мощное излучение в космос на миллионы световых лет вокруг. Эти взрывы во много-много раз мощнее солнечных вспышек; Если такой взрыв произойдет достаточно близко к Земле, умирающая звезда может омыть нашу планету таким количеством ультрафиолетового излучения, что это разрешит наш защитный озоновый слой, сделав Землю уязвимой для шквала заряженных межзвездных частиц.
 
Авторы недавнего исследования (опубликованного в Трудах Национальной академии наук  в августе 2020 года) высказали подозрение, что смерть звезды в пределах 65 световых лет от Земли, возможно, сделала именно это около 359 миллионов лет назад, в конце девонского периода  (от 416 до 358 миллионов лет назад). Массовое вымирание в конце этого периода привело к гибели 70% беспозвоночных Земли, хотя ученые не уверены, что причина в этом. Тем не менее, изучение ископаемых спор со времени вымирания выявило признаки повреждения ультрафиолетовым светом , предполагая, что, возможно, взрывающаяся звезда  и вызвала вымирание.
 
К счастью, нет кандидатов на сверхновые достаточно близко к Земле, чтобы представилась такая угроза в ближайшее время, заверили авторы исследования. У нас есть только наше теплое маленькое солнце, и наша атмосфера гарантирует, что мы останемся в  дружбе с  этой звездой.
 
Автор Брэндон Спектор