2012 год катастроф: Солнечный апокалипсис 2012

«После рождения Мира из пучин Океана бог Солн­ца Тана крутился в небе, прятался за облаками или как молния быстролетно скользил от края до края небосвода. От этого жить первым людям было трудно — не ловилась рыба, испуганная Таной, не росли злаки без дождей, а все облака разгонял Тана, и нельзя было построить хижины, ведь их смывали волны океана, бушевавшего от небесных мельканий Таны. Тогда бессмертный Мауи (знаменитый герой-полубог, изобретший копье, дротик, острогу, рыбо­ловный крючок и огонь) решил поймать строптивое све­тило и заставить его служить людям. У восточных ворот дня он устроил веревочные силки и, как только светило вы­нырнуло из ночной бездны для своего неугомонного бега, его опутали канаты Мауи. Так герой заставил Солнце медлен­но и плавно ходить по небу, служа людям... Однако Великое светило не примирилось со своей участью и ждет момен­та, когда сила Мауи иссякнет и оно сможет вырваться с привязи. Тогда в отместку за свое пленение оно начнет сотрясать земную твердь, поднимет гигантские волны-цунами и испепелит все живое смертоносными лучами... Это будет нескоро, но канаты Мауи уже тлеют от ог­ненного жара Солнца...» (из древнего полинезийского эпоса «Деяния Мауи»).

«Открыв глаза, бог Солнца Ра пролил свет на Египет и от­делил ночь ото дня. Из его рта вышли боги, а люди — из его глаз. Все вещи получили свою жизнь от него, ребенка, сияющего в лотосе, чьи лучи дают жизнь всякому существу. Но придет день, и Ра обратно заберет все жизни, испепелив живое и пре­вратив все цветущее в пустыню...» (египетский религиозный гимн эпохи Древнего царства).

«Однажды около полудня я разрабатывал свою теорию о солнечных пятнах, когда вдруг обнаружил, что, если мои рас­четы верны, скоро настанет конец света. Помню, как я был ошеломлен, как не верил самому себе, двадцать раз проверил расчеты и под конец пришел в ужас! Словно безумный выбе­жал я из лаборатории, поднялся на поверхность в освещенном полушарии. Солнце, висевшее низко над горизонтом, пылало в небе как всегда. И, тем не менее, если я не ошибался, это све­тило должно было в ближайшем будущем — через сто лет, че­рез десять, завтра, а может быть, через секунду — взорвать­ся и уничтожить огненным ураганом Меркурий, Землю и всю Солнечную систему!»

Получение информации о том, что в действительности про­исходит на Солнце и в его окрестностях, (остается для кос­мической метеорологии одной из главных задач. У службы космической погоды уже есть десятки астррофизических об­серваторий, контролирующих множество критических пара­метров, численные значения которых могут быть определены для данного момента времени.

Не пугайтесь, это всего лишь строки изз научно-фантастиче­ского романа известного французского) писателя-фантаста Фр. Карсака «Бегство Земли». Действие в нем происходит в да­леком будущем на меркурианской астрофизической обсервато­рии. Ну а если попытаться перенести его в наше время?

...В глубинах плазмы звезды G2V класса желтых карли­ков под названием Солнце, расположенной в одном из ру­кавов Галактики Млечный Путь, зарождался невиданный по силе шторм, готовый выплеснуться в фотосферу светила и опалить огненным дыханием космическое пространство...

На единственной обитаемой третьей от Солнца планете Земля сотни астрономов и любителей через мощные свето­фильтры телескопов с тревогой разглядывали слой солнечной атмосферы, который воспринимается глазом как поверхность с температурой около 5800 °С. Раньше всех первые признаки надвигающейся солнечной бури заметила орбитальная астро­физическая обсерватория SDO (Solar Dynamics Observatory — солнечная динамическая обсерватория). Этот сверхсовременный аппарат NASA (National Aeronautics and Space Administration — национальное управление США по аэронав­тике и исследованию космического пространства) для изуче­ния солнечной погоды принял эстафету наблюдений у знаме­нитого солнечного телескопа SOHO (Solar and Heliospheric Observatory — обсерватория по исследованию Солнца и гелиосферы), много лет исправно сообщавшего о солнечных катаклизмах и их влиянии на Землю.

Пристальное внимание к нашему светилу и впечатляющие затраты на создание множества космических аппаратов свя­заны, в первую очередь, с тем, что в течение нескольких по­следних сотен лет Солнце все время увеличивает активность, медленно двигаясь к какому-то катастрофичному пику. В прошлом столетии эта настораживающая тенденция толь­ко усилилась, а в последние 60 лет наша звезда и вовсе выда­ет самые высокие показания активности за последнее тысячелетие. Геомагнитная активность предыдущих циклов была столь велика, что сильно поколебала уверенность гелиофи­зиков в том, что будущий цикл будет просто сильным, а не катастрофическим. При этом большинство астрономов счи­тает, что нас ждет неумеренно сильный цикл с 300 солнеч­ными пятнами и колоссальными вспышками на пике актив­ности, а меньшая часть утверждает, что цикл будет умеренно сильным — со 150 пятнами и пиком в августе 2012 года.

На борту SDO размещено специальное «гелиосейсмическое» оборудование для слежения за волнами давления внутри Солнца. Астрофизики считают, что такие волны фор­мируются во внутренних областях Солнца, после чего от­ражаются от его поверхности, приводя ее в колебательное движение. Анализируя детальную информацию о характере таких колебаний, можно попытаться определить моменты времени, когда под поверхностью Солнца зарождаются сол­нечные бури, вырывающиеся в космическое пространство порывами солнечного ветра.

Солнечный ветер представляет собой истечение вещества самой внешней оболочки атмосферы Солнца — солнечной короны. При имеющих место в солнечной короне высоких температурах давление вышележащих слоев не может уравно­весить газовое давление вещества короны, поэтому она посто­янно расширяется в пространство. Теоретически это явление было предсказано советскими астрофизиками, а эксперимен­тально — подтверждено с помощью приборов, установленных на советских космических аппаратах «Луна-2» и «Луна-3», ко­торые и обнаружили потоки заряженных частиц в межпланет­ном пространстве. С тех пор ученые узнали о солнечном ветре много нового. Динамические свойства солнечного ветра тесно связаны с короной и ее магнитным полем. Значительная часть солнечного магнитного поля, вытягиваясь, увлекается унося­щимся от Солнца ветром. Он дует во все стороны, наполняя заряженными частицами все околосолнечное пространство и всю нашу планетную систему, создавая межпланетное магнит­ное поле, которое поддерживается ветром.

Первые образцы солнечного ветра доставили на Землю с Луны аппараты «Аполло» (Apollo). Верный спутник нашей планеты, не имеющий ни атмосферы, ни магнитного поля и вследствие этого не способный защититься от солнечного ветра, оказался подходя­щим местом для сбора образцов. В направлении Солнца экипа­жи «Аполло» развернули на шесте листы алюминиевой фольги. Они экспонировались на Солнце, поглощая частицы солнечного ветра. Полученные в ходе эксперимента образцы были доставле­ны на Землю для точного лабораторного анализа. Так впервые был определен состав солнечного вещества. По получении точ­ного соотношения количества атомов водорода и атомов гелия выяснилось, что и солнечный ветер, и солнечная корона имеют дефицит гелия по сравнению с его обилием в космическом про­странстве. Были также измерены изотопы легких благородных газов — гелия, неона и аргона. В конце 60-х годов прошлого сто­летия спутник «Вела» (Vela) обнаружил в солнечном ветре кис­лород, углерод, неон, кремний и железо.

В наши дни за солнечной материей отправился аппарат «Дженезис» (Genesis). Его траектория была выбрана так, что­бы корабль и его научные инструменты находились на доста­точном удалении от геомагнитного поля Земли, что позволяет собрать частицы солнечного ветра до их взаимодействия с маг­нитным полем нашей планеты. Целых два рода из запланиро­ванных трех «Дженезис» будет собирать солнечную материю. Самое большое значение в его работе придается исследованию изотопов кислорода, который, после водорода и гелия, являет­ся самым распространенным элементом в Солнечной системе. Всего «Дженезис» соберет от 10 до 20 микрюграммов элемен­тов солнечного ветра (это масса нескольких крупинок соли), представляющих интерес для ученых. Капсула с пробами ве­щества отделится от космического аппарата и будет доставлена на Землю для высокоточных измерений его химического и изотопного составов. Каталогизированные пробы, которые предполагается хранить в сверхчистых условиях, будут до­ступны для исследования учеными всего мирового сообще­ства.

Возможно, частицы солнечного ветра смогут приблизить человечество к решению загадки зарождения жизни, ведь со­гласно предположению некоторых астрофизиков частицы космической пыли, окружающие нашу планету, после воздей­ствия на них солнечного ветра могут превращаться в органи­ческие «кирпичики жизни», способные проникать сквозь зем­ную атмосферу, не сгорая в ней. Влияние солнечного ветра на возникновение жизни еще не доказано, однако ни у кого не вы­зывает сомнения, что все живое на Земле зависит от Солнца.

Корональные дыры — это источники высокоскоростного солнечного ветра в виде областей с низкой плотностью, возни­кающих над поверхностью там, где магнитное поле Солнца от­крывается в межпланетное пространство. При минимальной сол­нечной активности корональные дыры обычно появляются над полюсами Солнца и тянутся на большие расстояния. Причину быстрого солнечного ветра — корональные дыры — впервые об­наружила космическая станция «Скайлэб» (Skylab), а «Улисс» (Ulysses), вращавшийся вокруг Солнца с южного полюса, под­твердил существование быстрого солнечного ветра с солнечных полюсов. Японский космический аппарат «Йоко» наблюдал ис­течение частиц солнечного ветра из короны, а также получил рентгеновское изображение корональной дыры. Солнечные из­вержения, названные корональным истечением массы (Coronal Mass Ejection (СМЕ)), связывают с разрывом закрытых линий магнитного поля над поверхностью Солнца. В зависимости от энергии, реализованной при извержении, солнечный ветер от СМЕ имеет либо высокие, либо низкие скорости. Частота по­явления СМЕ синхронна с циклом солнечной активности. Уме­ренный солнечный ветер течет от корональных лучей — ярких и плотных структур. «Спокойная корона» между дырами и лучами также может проводить медленные потоки солнечного вещества

Корона — это плазма, то есть смесь заряженных частиц (ионов и электронов), которые двигаются вдоль силовых ли­ний в магнитном поле. Известны два типа линий магнитно­го поля — закрытые и открытые. Закрытые проходят через две точки фотосферы и выглядят, как петли или арки (их можно увидеть в движении солнечных протуберанцев). Открытые, начинаясь в одной точке фотосферы, вытягиваются в межпланетное пространство. Области открытых полей — это места, где корона может выходить наружу в форме сол­нечного ветра. Солнечный ветер представляет собой расши­рение горячей короны, поэтому и он состоит, в основном, из ионов и электронов. Распределение в нем ионов, в общем, соответствует распределению элементов на Солнце. Коро­на расширяется неравномерно во все стороны пространства; скорости ее расширения, или скорости солнечного ветра, ме­няются от 300 до 1500 километров в секунду в зависимости от процессов, происходящих на Солнце.

Корональные петли — это петли плазмы, которые являют­ся проявлением сложной структуры магнитного поля короны примерно так же, как железные опилки позволяют обнаружить невидимое магнитное поле, окружающее магнит. Корональные петли бывают разной величины, но, как правило, они настолько велики, что могут охватить несколько планет величиной с Зем­лю, и обладают загадочными свойствами. Ученые высказывали гипотезу, что корональные петли представляют собой трубки плазмы, пойманные и запертые в магнитных полях короны.



Учитывая солнечную гравитацию, предполагалось, что у осно­вания петли плазма должна быть плотнее, а на ее вершине — разреженнее, аналогично тому, как земное притяжение делает атмосферу нашей планеты плотнее у поверхности и более разре­женной на большой высоте. На самом деле плазма в корональ- ных петлях, видимо, имеет почти одинаковую плотность по всей длине. Видеофильмы, сделанные космическими аппаратами, позволили увидеть яркие вкрапления плазмы, пробегающие по корональным петлям вверх и вниз. Эти вкрапления двигаются с огромной скоростью, подтверждая, что корональные петли не являются статическими структурами, наполненными плазмой, а скорее напоминают сверхскоростные потоки, которые «вы­стреливаются» с солнечной поверхности и «разбрызгиваются» между структурами в короне. По мнению исследователей, поток плазмы также может образовывать корональную петлю и из-за разности температур в основаниях петли, когда плазма мчится от более горячего конца петли к более прохладному. Пока непонятно, в чем причина нагревания корональных петель, но их исследование, возможно, поможет понять, почему корона Солнца в сотни раз горячее его поверхности.

Основной спор между членами комиссии по прогнозирова­нию следующего солнечного цикла возник по поводу магнит­ных полей над полюсами Солнца во время спада предыдуще­го цикла. Эти полярные магнитные поля составляют основу предсказания слабого цикла 24. Ученые, которые предсказы­вают сильный цикл, берут за основу иные показатели, связан­ные с ростом и перемещением солнечных пятен 24-го цикла в 2009—2010 годах. Если что-либо из этого не произойдет, то сторонникам прогноза придется изменить свое мнение.

В обоих вариантах прогноза, актуальных на сегодняшний мо­мент, начало нового цикла и минимум солнечной активности приходились на март 2008 года; таким образом, длительность предыдущего цикла составит 11,75 года, что немного больше среднестатистического значения.

Приборы, размещенные на SDO, — это последнее слово земной науки и техники; по идее, они должны хотя бы за пару недель предупреждать землян о зарождении солнечных взры­вов. Эти надежды ученых связаны с длительностью процес­са «всплывания» магнитного поля Солнца из-под видимой поверхности фотосферы и последующего скачка его интен­сивности, после которого и происходит чудовищный термо­ядерный взрыв — вспышка, сопровождаемая впечатляющим фейерверком выброса солнечной короны.

В 2007 году на Солнце появились группы пятен с необыч­ной магнитной полярностью, возвещая начало нового сол­нечного цикла. Гелиофизики сразу предложили два вари­анта дальнейшего развития событий 24-го цикла солнечной активности. По одним прогнозам, количество пятен будет катастрофически возрастать и закончится циклопической сол­нечной вспышкой летом 2012 года на самом пике солнечного шторма. По другим, рост пятен будет медленным, с остановками, и гладкий максимум цикла без каких-либо необычных феноменов придется на осень-зиму 2013 года. Примечатель­но, что оба сценария развития 24-го солнечного цикла имеют очень узкий «доверительный интервал» — всего в несколько месяцев, хотя относительно друг друга максимумы высокой и низкой активности приходятся даже на разные годы.

Диагностировать «солнечный жар» SDO помогает еще не­сколько орбитальных обсерваторий. Среди них выделяются японский аппарат «Хинод» (Hinode), непрерывно сканиру­ющий ультрафиолетовым телескопом колебания напряженно­сти магнитного поля разных участков поверхности Солнца, и два аппарата космической флотилии STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory — обсерватория по изучению влияния Солнца на Землю). STEREO-спутники, как почетный эскорт, следуют за Землей по ее орбите, при этом один из них опережает нашу планету, а второй отстает от нее. STEREO-обсерватории создают трехмерное стереоизображение фантастических вулка­нов, выбрасывающих «осколки солнца».

Что представляет собой при рассмотрении с близкого рас­стояния начало «катастрофического» 24-го цикла солнечной активности? Его формальное начало приходится на начало фазы роста первых групп солнечных пятен, с которыми и связан первый значительный всплеск активности. Это со­провождается сильными солнечными вспышками с мощ­ными протонными выбросами. Эти предвестники большой гелиосферной бури с непрерывными вспышками постепенно развиваются в обширные группы пятен. Такое бурное, не­типичное развитие фазы роста солнечного цикла позволяет предположить очень активное поведение Солнца в фазе мак­симума.

Гелиофизики, изучающие главное для землян свети­ло, по результатам наблюдений установили самый подо­зрительный участок солнечной поверхности, на котором могут возникнуть солнечные пятна, — «глаза тайфуна» фотосферного катаклизма. Информация, получаемая со всех телескопов, непрерывно сопоставляется с рентге­новским образом Солнца и передается в группу научно- исследовательских организаций, занимающихся прогно­зом активности солнечного цикла: Центр исследования атмосферы и космического пространства (NOAA SEC), Национальное космическое агентство США и Междуна­родное общество по солнечной энергии (International Solar Energy Society (ISES)). В конце каждого солнечного цик­ла все эти и другие организации формируют международ­ную авторитетную комиссию, вырабатывающую прогноз на следующие 11 лет солнечной активности.

Впервые такая комиссия собралась в 1989 году для об­суждения 22-го цикла, который в том же году достиг своего максимума. В следующий раз она собралась в 1996 году в са­мом начале 23-го цикла. Оба раза прогнозы в отношении кон­ца цикла, его интенсивности и пика максимума активности оказались довольно точными. Далее комиссия начала свою работу в октябре 2006 года и, приняв во внимание все выска­занные прогнозы, опубликовала свои заключения в отноше­нии грядущего солнечного цикла. Сразу поползли странные слухи.

Принято считать, что сила и частота полярных сияний отражает ход очередного 11-летнего солнечного цикла. Однако это только приблизительное значение: за все время наблюдений длительность солнечных циклов колеба­лась от семи до 17 лет, не считая так называемого минимума Маундера (Maunder), когда солнечная активность была ми­нимальной на протяжении 70 лет (1645—1715 годы). Кроме того, циклы не симметричны, и от минимума отсутствия сия­ний до максимума ионосферной суббури проходит обычно около пяти лет, в то время как спад интенсивности полярных сияний длится в среднем почти семь лет.

Для 24-го цикла пик активности лежит где-то между 2011 и 2013 годами и, скорее всего, придется на конец 2011 — на­чало 2012 года. Текущая интенсивность солнечного цикла может измеряться «густотой вспыхиваемости» полярных сияний, однозначно связанной с максимальным количе­ством солнечных пятен, в свою очередь, показывающих вероятность сильных солнечных бурь и выбросов солнеч­ного вещества.

Во-первых, репортеры с большим удивлением выяснили, что часть доклада оказалась засекреченной и, хотя ей присвоили низ­кий аналог категории «для служебного пользования», ни один из самых высокопоставленных специалистов НАСА не смог ознако­миться с его содержанием. Во-вторых, несмотря на яростные про­тесты руководства НАСА и множества астрофизиков, их исследо­вательские темы были урезаны или даже вообще сняты, а вместо этого некоторые космические аппараты получили новые полетные задания. В общем, слухи можно было бы свести к тому, что самое пристальное внимание уделялось динамике нескольких выделен­ных участков в приполярной области солнечного диска.

Замять назревающий скандал не удалось, и на пресс- конференции председатель комиссии сообщил, что на этот раз ученые полностью уверены в прогнозе по поводу начала нового цикла в марте 2008 года и несколько меньше — отно­сительно его сценария развития. Во всяком случае, существу­ет достоверная оценка максимального количества солнеч­ных пятен и времени их возникновения. На шквал вопросов представителей СМИ, какие свои выводы комиссия прячет в закрытой части отчета, докладчик обтекаемо заверил, что сегодня ученые вплотную подошли к пониманию и согласию по поводу того, какие предвестники наиболее важны при со­ставлении прогнозов будущего цикла солнечной активности.

Обнародованные заключения комиссии выглядели в выс­шей степени осторожными, однако сам факт беспрецедент­ного продолжения ее деятельности (обычно комиссия рас­пускалась вплоть до окончания очередного солнечного цикла) вызвал еще одну волну настороженного внимания репортеров. Не удовлетворили акул пера и заверения, что комиссия, дей­ствуя в новом, более или менее непрерывном режиме, будет публиковать подробный прогноз каждые три месяца. На рез­кое замечание представителя «Вашингтон Пост» (The Wash­ington Post), не будет ли в ежеквартальных докладах своей се­кретной части, председатель комиссии только развел руками и смущенно произнес: «Без дальнейших комментариев».Настоящая паника началась уже через несколько ме­сяцев после пресс-конференции с сенсационного сообщения «Международного астрофизического вестника», опуб­ликовавшего объемные изображения светила, полученные STEREO-аппаратами.

Детальное изучение этих уникальных стереоснимков тут же показало наличие зловещих располза­ющихся во все стороны «дыр» в солнечной короне. Сенсаци­онная новость об аномалиях солнечной поверхности тут же замелькала в газетных и телевизионных сообщениях, обрастая слухами и непрофессиональными комментариями. Вскоре в магазинах стало невозможным приобрести приличный би­нокль со светофильтрами, не говоря уже о телескопах. Телеви­зионные «астрономические шоу» побили рейтинг популярно­сти, а научно-популярные книги были раскуплены в один день вместе с солидными университетскими курсами. В журналах и газетах, с экранов телевизоров и на астрономических сайтах в Интернете видные астрономы настойчиво объясняли заин­тригованной аудитории азы гелиофизики (физики Солнца).

«В период минимума солнечной активности поверхность фотосферы относительно спокойна. Все вихри термоядерных реакций, дающие звезде ее энергию, бушуют глубоко внутри. Но с началом нового цикла энергия всех этих внутренних про­цессов начинает прорываться наружу. Увеличение солнечной активности является симптомом магнитных сдвигов под по­верхностью Солнца. В этот период магнитное поле звезды теряет свою полярность. На ее поверхности начинают появляться пятна — относительно холодные области, темпера­тура которых не превышает 4500 °С. На фоне более горячей фотосферы они выглядят как темные. Магнитное поле пятен значительно выше окружающего их пространства. В той обла­сти, через которую проходят так называемые перекрученные силовые линии поля пятна, иногда возникают ситуации, при которых возможно перезамыкание магнитных полей. Здесь начинают активно развиваться солнечные вспышки — самое сильное проявление солнечной активности, влияющее на Зем­лю. Они затрагивают всю толщу солнечной атмосферы. Их развитие сопровождается сложными движениями ионизован­ного газа, его свечением, ускорением частиц. Энергия большой солнечной вспышки достигает огромной величины, сравнимой с количеством солнечной энергии, получаемой нашей планетой в течение целого года. Это приблизительно в 100 раз больше всей тепловой энергии, которую можно было бы получить при сжигании всех разведанных запасов нефти, газа и угля».

Солнечный ветер оказывает заметное влияние на все планеты Солнечной системы и окружающее межпланетное простран­ство. Обдувая небесные тела, он изменяет электрические свой­ства в пространстве, значительно воздействуя на атмосферы планет и особенно — на их магнитосферы. Поток солнечного ве­тра сильно взаимодействует и с магнитосферой Земли. Обтекая магнитосферу, солнечный ветер делает ее похожей на бутылку, «дно» которой обращено к Солнцу. Узкое «горлышко» этой «бутылки» именуется хвостом магнитосферы. Долгое вре­мя было неясно, насколько далеко в пространство уходит этот хвост и открыта или закрыта «магнитная бутылка», замыкая на ночной стороне геомагнитные силовые линии. Только недавно, используя космические аппараты, исследователи смогли сде­лать прямые наблюдения магнитного перезамыкания, которое связывает магнитное поле солнечного ветра с магнитным по­лем Земли, вызывая полярные сияния и магнитные бури. Судя по всему, перезамыкание является одним из фундаментальных физических процессов во Вселенной. На Солнце оно, по всей видимости, играет основополагающую роль в возникновении солнечных вспышек и истечении корональных масс.

Известные астрофизики безуспешно пытались успокоить возбужденную публику, доказывая следующее.

«Сильные вспышки — весьма редкое явление, при кото­ром энергия выделяется в верхней хромосфере или нижней короне, генерируя кратковременное электромагнитное излучение в довольно широком диапазоне длин волн — от жесткого рентгеновского излучения до радиоволн. Основ­ная ее часть выделяется в виде кинетической энергии ча­стиц, движущихся в короне и межпланетном пространстве со скоростями до тысячи километров в секунду, и энергии жесткого электромагнитного излучения. Вещество вы­брасывается с поверхности Солнца со скоростью от 20 до двух тысяч километров в секунду. Его масса оценивается в миллиарды тонн, а его энергия, распространяясь в космосе, менее чем за четыре минуты достигает Земли. Поток корпускулярных частиц, испускаемых Солнцем, со скоростью около 500 километров в секунду, врезается в магнитное поле Земли, вызывая в нем возмущения и влияя на происходящие на нашей планете процессы».

Что же происходит на Солнце во время очередной сол­нечной бури, и что означают такие бури для Земли? Вспышки на Солнце сопровождаются излучением свето­вой энергии. Поток фотонов достигает атмосферы Земли примерно через восемь минут. Во время бурь происходят также скачки магнитного поля Солнца, сопровождающиеся выбросами фрагментов вещества из солнечной короны. Приблизительно через час заряженные частицы, из которых состоят эти фрагменты, достигают земной атмосферы. Гелиофизики называют эти выбросы «урага­нами космической погоды», которые окутывают Землю потоками частиц, покинувших поверхность ближайшей к нам звезды. Хотя только ничтожная часть солнечного вещества пронизывает толщу земной атмосферы и дости­гает поверхности, именно «дыхание» Солнца в той или иной степени определяет все условия земного существо­вания.

В огонь бурных споров подлил масла доклад научно- исследовательской группы NAS (National Academy of Sciences — Национальной академии наук (США)) под названием «Угрозы космической погоды: социальные и экономические последствия». В нем говорилось, что на основании данных автоматического исследовательского зонда «Улисс» на Солнце в недалеком будущем произойдет несколько сильнейших вспышек. В космос будет вы­брошено огромное количество сверхвысокотемпературной сол­нечной плазмы, которая, достигнув земной магнитосферы, вызо­вет череду чудовищных геомагнитных бурь.

По мнению многих футурологов, приближающийся солнеч­ный цикл должен стать в большой степени решающим во взаимоотношениях жителей Земли с космосом. К середине XXI века уровень загрязнения окружающей среды и истоще­ния природных запасов приблизится к критической отметке. Вряд ли человечеству удастся справиться с накопившимися проблемами только за счет планетарных ресурсов. Без про­мышленного освоения космоса глобальный экономический коллапс станет неизбежным, а для такого освоения космоса следует знать, чего можно ждать от Солнца.

Ионосфера планеты примет на себя удар огромных сгуст­ков плазмы солнечного ветра, которые вызовут колоссаль­ные потоки атмосферного электричества. На всех широтах вплоть до южного и северного тропиков разгорятся споло­хи полярных сияний ранга ионосферной суббури. Свечение будет настолько интенсивным, что позволит наблюдать его в утренние и вечерние часы при дневном свете.

Наиболее уязвимым для солнечных бурь земным объек­том является система глобального позиционирования (Global Positioning System (GPS)). Среди прочего, она используется для привязки к местности морских платформ, на которых до­бывается нефть в открытом море; активно используют ее и си­стемы навигации воздушного транспорта. Немалую опасность солнечные бури представляют для космонавтов, которые первыми встретятся с лавиной высокоэнергетических частиц и, как это ни прискорбно, шансов уцелеть у них практически нет. Ни обшивка космических модулей, ни скафандры не смо­гут защитить от пронизывающих ураганных порывов солнеч­ного ветра. В опасности также будут пассажиры самолетов, маршруты которых проходят над полюсами Земли, поскольку в районе полюсов земное магнитное поле в наименьшей степе­ни защищает поверхность Земли от солнечного ветра.

Первыми от вспышек солнечной активности страдают спут­ники. Так, в течение 2000 года четырежды закрывались защит­ные крышки рентгеновского телескопа «Чандра» (Chandra), предохраняющие его сверхчувствительные элементы от воз­действия солнечной радиации. В ноябре после очередной мощной вспышки в защитный режим был переведен межпла­нетный зонд «Стардаст» (Stardust). Большую опасность вспыш­ки представляют и для работающих на орбите космонавтов. Для своевременного предупреждения экипажа на борту Междуна­родной космической станции установлен специальный детек­тор, подающий сигнал опасности в случае повышения уровня радиации на борту. Сильные вспышки мшу г оставить без ради­освязи целые регионы. В 1989 году магнитная буря, вызванная солнечной активностью, привела к аварии на канадской гидроэ­лектростанции, когда более шести миллионов человек в США и Канаде на девять часов остались без электричества.

Последние наблюдения говорят о том, что текущий 23-й цикл развивается по общему сценарию, типичному для нормальных циклов солнечной активности, когда наиболее значимые события приходятся на фазу роста и (особенно) фазу спада цикла. Это означает, что наибольшая вероят­ность мощных солнечных вспышек была со второй половины 2001 года и продолжалась до 2004 года. В этот же период была велика вероятность нескольких сильных магнитных бурь.

Стоит ли опасаться подобных прогнозов? Безусловно, преду­прежден — значит, вооружен. Однако в 1947 году, когда уровень солнечной активности втрое превышал нынешний, на Земле не произошло никаких глобальных катастроф. Видимо, природная система Земли способна выдерживать и не такие перегрузки.

При сильной вспышке солнечной активности может пре­кратиться радио- и телесвязь на всех диапазонах, выйти из строя спутниковая и сотовая связь, системы глобального позициони­рования, оборваться даже проводная телеграфно-телефонная связь, включая особо защищенные правительственные линии. Со сбоями, но продолжат работу информационные узлы, свя­занные оптоволоконными кабелями, но такие целостные си­стемы до сих пор большая редкость, а любой обычный провод­ник в них тут же внесет неустранимые помехи.

Однако самое неприятное может произойти с оборудо­ванием, обеспечивающим энергоснабжение по всей планете. Во всех контурах и катушках трансформаторов могут воз­никнуть вихри блуждающих токов, в результате чего прекра­тят работу электрические подстанции и замрут важнейшие системы жизнеобеспечения, восстановить которые будет непросто. На улицах городов с отключением светофоров и си­стем видеонаблюдения воцарится ужасающий транспортный хаос. Все центральные районы мегаполисов, в которых про­живает большая часть жителей планеты, превратятся в одну сплошную автомобильную пробку, парализовав деятельность аварийных и медицинских служб скорой помощи.

Чаще всего астрофизики следят за солнечной активностью по солнечным пятнам, однако это не единственное проявление солнечной активности. Циклическим изменениям подвержены также корональные дыры, факелы, вспышки и протуберанцы.

Кроме того, за время от минимума до максимума силь­но изменяются показатели всех видов электромагнитного излу­чения — от ультрафиолетового до радиоволн и корпускулярного из различных элементарных частиц. Любопытно, что самые яр­кие проявления солнечной активности (солнечные вспышки) часто происходят не на пике максимума, а несколько раньше или позже — во время роста или спада солнечной активности, что по­зволяет говорить о двухвершинном 11-летнем солнечном цикле.

Хаос будет не только на земле, но и в небе. Тысячи само­летов потеряют ориентацию и «ослепнут», а их рации, радары и бортовые электронно-вычислительные комплексы прекра­тят работу. Станет большой проблемой даже аварийная по­садка для лайнеров, которые доберутся до аэродромов, ведь все наземные диспетчерские службы будут также обесточе­ны. На взлетно-посадочных полосах аэропортов возникнет такая же неразбериха, как и на улицах городов. Неприятно­сти обрушатся и на водный транспорт, у которого произойдет одновременный сбой всех электронных навигационных при­боров.

Настоящий ужас начнется с наступлением ночи. Вся ноч­ная сторона планеты погрузится в кромешную тьму, озаря­емую только полярными сияниями и огнями многочислен­ных пожаров.

Однако и эти ужасы первых суток солнечного апокалип­сиса не сравнятся с последующими...

Феномен зарождения солнечных бурь, как и взаимодей­ствие корональных плазменных выбросов с магнитосфе­рой Земли, таит в себе множество тайн и загадок. Между тем капризы светила все чаще вмешиваются в нашу жизнь. Так, всплеск солнечной активности в декабре 2006 года вызвал сбои в работе марсоходов и десятков орбиталь­ных спутников, причем в нескольких случаях настроить электронное оборудование космических аппаратов так и не удалось. Следующую бурю на Солнце, произошедшую неделю спустя, удалось предсказать, и потому к ее началу большая часть космических аппаратов была переведена в безопасный режим. Тем не менее получили повреждения три из четырех аппаратов Европейского космического агентства (European Space Agency (ESA)), а также поступили сообщения о нарушениях коротковолновой связи. При этом данные всплески солнечной активности про­ходили на фоне минимума 23-го цикла. Каких же неприятностей в таком случае следует ждать от бурь во время ближайшего максимума солнечной активности, ожидаемого в 2012 году?

Наша планета имеет достаточно сильное магнитное поле, что говорит о наличии у нее жидкого ядра или хотя бы обширных слоев текучей магмы, вращающихся подобно циклопическому ротору геомагнитного динамо. Следуя третьему закону механики «действие = противодействие», следует ожидать, что колоссальный удар по земной магни­тосфере языка солнечной плазмы перепутает все магнитные силовые линии и кардинальным образом исказит общую картину внешнего магнитного поля. Это изменит течения внутренней магмы и вызовет череду глобальных нарушений земной коры — землетрясения, извержения вулканов, разло­мы тектонических плит и цунами. Трудно даже оценить по­следствия подобной катастрофы; самые осторожные оценки предсказывают уничтожение мегаполисов тихоокеанского побережья США и Китая, густонаселенной Юго-Восточной Азии и Тайваня.

В воздух поднимутся тучи дыма и пепла, и на планете на­ступит прообраз ядерной зимы. Последующее десятилетие может стать самым трудным в истории человеческой циви­лизации, отбросив ее на столетия, если не на тысячелетия в историческом развитии.

Увы, даже эти страшные картины постапокалиптическо­го будущего доведется увидеть далеко не всем землянам. Сердечно-сосудистая система человека довольно воспри­имчива к магнитным бурям даже средней интенсивности. Магнитный ураган приведет к многочисленным жертвам среди сердечников, и вскоре скорбный счет уже может пойти на миллионы.

Прогнозируя несчастья солнечного апокалипсиса, уче­ные, в первую очередь, ищут подтверждение своим теориям в истории астрономических наблюдений. Тот факт, что на «идеальном источнике света» имеются пятна, был установ­лен знаменитым итальянским физиком Г. Галилеем в про­цессе наблюдений в сконструированный им телескоп. Боль­шинство современников вначале отказывалось допускать существование пятен на Солнце, и основной причиной этого был именно «духовный гелиоцентризм». Сам Галилей на­зывал пятна «облаками в атмосфере Солнца», полагая, что все, что мы видим на Солнце, можно описывать но аналогии с происходящим на Земле. В то время подобная аналогия ка­залась недопустимой; со времен античности было принято разделять наблюдаемое в космосе и происходящее на Земле.

Достаточно быстро пятна на Солнце стали предметом ре­гулярных астрономических наблюдений. В частности, было установлено, что рост количества пятен и их суммарной пло­щади свидетельствует о возрастании солнечной активности, что на Земле проявляется в виде магнитных бурь. Был уста­новлен циклический характер активности Солнца и период изменений его активности — приблизительно 11 лет. Со­ветский естествоиспытатель А. Л. Чижевский (1897—1964) после тщательного анализа имевшейся в его распоряжении статистической информации заметил, что максимумы сол­нечной активности совпадают с максимумами социальных катаклизмов на Земле — войн, революций и эпидемий. Раз­вивая мысли Чижевского о влиянии Солнца на социальные процессы на Земле, историки находят неожиданные свидетельства в поддержку этой идеи. Гипотеза Чижевского не по­лучила признания в научном сообществе, однако существова­ние солнечно-земных связей уже не подвергается сомнению. К тому же в последние десятилетия человечество в острой форме испытывает на себе воздействие солнечной активно­сти. Речь идет о сбоях в работе многочисленных электронных устройств. Возможно, и потепление климата в значительной степени связано с процессами на Солнце, а не является тех­ногенным феноменом.

Сегодня известно, как выбросы солнечной плазмы влия­ют на жизнедеятельность растений и животных, самочув­ствие людей на Земле и космонавтов на орбите и работу измерительных приборов и GPS. Однако оказывается, что циклические изменения «погоды на Солнце» имеют и ме­нее очевидные последствия. Так, в периоды максимума сол­нечной активности возрастает количество случаев суицида и маниакально-депрессивного психоза (биполярного син­дрома), причем переход в маниакальную стадию происходит именно в периоды высокой геомагнитной возмущенности.

Человек наблюдает за этой связью с незапамятных вре­мен. Еще четыре тысячи лет назад жрецы знали периоды об­ращения нашей планеты вокруг светила, длительность года и дня и предсказывали затмения. Однако закономерности другого масштаба выявились менее 400 лет назад — с появле­нием наблюдательных приборов. Оказалось, что ближайшая к нам звезда опутывает землю нитями гораздо более тонких и не таких очевидных, но не менее важных связей. Солнеч­ные пятна, вспышки, факелы, протуберанцы и корональные лучи — эти явления влияют практически на все происходя­щие на Земле процессы: от атмосферных явлений до пове­дения человека. Как правило, их называют общим термином «солнечная активность».

Сложнейший и тончайшим образом настроенный меха­низм по имени Земля чутко отзывается на любое воздействие со стороны. Потоки космических лучей солнечного проис­хождения определяют скорость ионизации молекул воздуха в стратосфере и тропосфере, влияя на состояние облачности или прозрачности атмосферы. Часть энергии заряженных ча­стиц передается в атмосферу. Это определяет распределение атмосферного давления, изменяя количество осадков. Из­менение атмосферной циркуляции приводит к изменению климата, что, в свою очередь, воздействует на развитие рас­тений.

Солнце влияет на растения не только косвенно, изменяя климат, но и прямо. Под действием потоков заряженных ча­стиц, выбрасываемых из Солнца во время солнечных бурь, меняется магнитное поле Земли. Его изменение оказыва­ет влияние непосредственно на клетки растений: проница­емость клеточных мембран увеличивается, а эффективность обменных процессов с внешней средой растет. Значит, в это время растение получает возможность более интенсивно по­лучать нужные питательные вещества.

В зависимости от солнечной активности изменяется и численность различных микроорганизмов, таких как аммо­нифицирующие и нитрифицирующие бактерии. Иначе гово­ря, солнечная активность удобряет почву.

Изменение климата и, как следствие, роста растений, свя­занного с солнечной активностью, приводит к циклическим изменениям популяций животных — как травоядных, так и хищников, поедающих их.

В конечном счете, вся биосфера в той или иной степени оказывается зависимой от солнечной активности. Человек как часть биосферы планеты испытывает на себе влияние Солнца в той же мере, что и остальной природный мир. Однако, кроме изменения климата, урожая растений и по­пуляций животных, связанных с явлениями, происходя­щими на Солнце, мы испытываем воздействия иного рода. От солнечной активности зависит жизнедеятельность всей микрофлоры. Следовательно, степень предрасположенно­сти человека к заболеваниям также подпадает под эту за­висимость, но уже с учетом колебаний физико-химических реакций организма. Именно в годы максимальной сол­нечной активности холерные эпидемии, например, рез­ко усиливаются и охватывают огромные пространства. При низкой активности Солнца такого явления, как пра­вило, не наблюдается. Чем сложнее система, тем сильнее ее внутренние связи и тем более опосредованно влияют на нее воздействия такого рода. По-видимому, прямое влия­ние солнечной активности на человека не столь велико. Не получили подтверждения предположения о ее воздей­ствии на наше поведение. Связей активности с ростом ко­личества преступлений, войнами и другими социальными встрясками также не было выявлено. В таком сложном образовании, как человеческое общество, было бы наивным сводить все побуждения, движущие нами, к наличию или отсутствию солнечных пятен.

С защитой от непосредственного губительного воздействия космического излучения магнитосфера и атмосфера Зем­ли справляются довольно неплохо, но все же человечеству приходится считаться с солнечной активностью. Главным образом это распространяется на техническую деятельность людей — магнитные бури и сильное излучение, испускаемое Солнцем сегодня, когда наша безопасность зависит от элек­троники не меньше, чем от урожайности посевов тысячи лет назад, способны натворить немало бед.

Обоснованность прогнозов гелиофизиков почти не вы­зывает сомнения, а эхо бурных магнитных суббурь каждый, может быть, не осознавая, уже давно и не раз ощутил на себе.

Какова вероятность резкого увеличения солнечной актив­ности в пике 2012 года? Увы, она составляет не менее седьмо­го уровня.

«Проблема 2012» при всей сенсационности имеет важную научную составляющую: она привлекает внимание многих исследователей к странному поведению нашего све­тила. Астрофизики слишком легко классифицировали и специфицировали все возможные типы звездной активности и, скорее всего, уже в недалеком будущем могут встретиться с «атипичным» поведением самого главного для нас звездного объекта.