Солнечная вспышка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 мая 2024 года; проверки требуют 10 правок.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Солнечная вспышка, фотография спутника Hinode. Наблюдается как две узкие, яркие структуры около южной части солнечного пятна.

Со́лнечная вспы́шка — взрывной процесс выделения энергии (кинетической, световой и тепловой) в атмосфере Солнца. Вспышки так или иначе охватывают все слои солнечной атмосферы: фотосферу и корону Солнца. Солнечные вспышки часто, но не всегда, сопровождаются выбросом корональной массы. Энерговыделение мощной солнечной вспышки может достигать 6×1025 Дж, что составляет около 1⁄6 энергии, выделяемой Солнцем за секунду, или 160 млрд мегатонн в тротиловом эквиваленте. Для сравнения, это составляет приблизительный объем мирового потребления электроэнергии за 1 миллион лет.

Под действием магнитного поля происходит неожиданное сжатие солнечной плазмы, образуется плазменный жгут или лента (могут достигать в длину десятков или сотен тысяч километров), что приводит к взрыву. Солнечная плазма в этой области может нагреваться до температур порядка 10 млн К. Возрастает кинетическая энергия выбросов веществ, движущихся в короне и уходящих в межпланетное пространство со скоростями до 1000 км/с. Получают дополнительную энергию и значительно ускоряются потоки электронов, протонов и других заряженных частиц. Усиливается оптическое, рентгеновское, гамма- и радиоизлучение.[1]

Фотоны от вспышки достигают Земли примерно за 8,5 минут после её начала; далее в течение нескольких десятков минут доходят мощные потоки заряженных частиц, а облака плазмы от солнечной вспышки достигают нашей планеты только через двое-трое суток.

Описание

[править | править код]
Фотография вспышки 1895 года.

Продолжительность импульсной фазы солнечных вспышек обычно не превышает нескольких минут, а количество энергии, высвобождаемой за это время, может достигать миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте. Энергию вспышки традиционно определяют в видимом диапазоне электромагнитных волн по произведению площади свечения в линии излучения водорода Нα, характеризующей нагрев нижней хромосферы, на яркость этого свечения, связанную с мощностью источника.

В последние годы часто используют также классификацию, основанную на патрульных однородных измерениях на серии ИСЗ, главным образом GOES[2], амплитуды теплового рентгеновского всплеска в диапазоне энергий 0,5—10 кэВ (с длиной волны 0,5—8 ангстрем). Классификация была предложена в 1970 году Д.Бейкером и первоначально основывалась на измерениях спутников «Solrad»[3]. По этой классификации солнечной вспышке присваивается балл — обозначение из латинской буквы и индекса за ней. Буквой может быть A, B, C, M или X в зависимости от величины достигнутого вспышкой пика интенсивности рентгеновского излучения[4][Комм 1]:

Буква Интенсивность в пике (Вт/м2)
A меньше 10−7
B от 1,0×10−7 до 10−6
C от 1,0×10−6 до 10−5
M от 1,0×10−5 до 10−4
X больше 10−4
Солнечная вспышка 14 декабря 2014 года: выброс отрывается от поверхности.

Индекс уточняет значение интенсивности вспышки и может быть от 1,0 до 9,9 для букв A, B, C, M и более — для буквы X. Так, например, вспышка 12 февраля 2010 года балла M8.3 соответствует пиковой интенсивности 8,3×10−5 Вт/м2. Самой мощной (по состоянию на 2010 год) зарегистрированной с 1976 года[5] вспышке, произошедшей 4 ноября 2003 года, был присвоен балл X28[6], таким образом, интенсивность её рентгеновского излучения в пике составляла 28×10−4 Вт/м2. Регистрация рентгеновского излучения Солнца, так как оно полностью поглощается атмосферой Земли, стала возможной начиная с первого запуска космического аппарата «Спутник-2» с соответствующей аппаратурой[7], поэтому данные об интенсивности рентгеновского излучения солнечных вспышек до 1957 года полностью отсутствуют.

Измерения в разных диапазонах длин волн отражают разные процессы во вспышках. Поэтому корреляция между двумя индексами вспышечной активности существует только в статистическом смысле, так для отдельных событий один индекс может быть высоким, а второй низким и наоборот.

Солнечные вспышки, как правило, происходят в местах взаимодействия солнечных пятен противоположной магнитной полярности или, более точно, вблизи нейтральной линии магнитного поля, разделяющей области северной и южной полярности. Частота и мощность солнечных вспышек зависят от фазы 11-летнего солнечного цикла.

Последствия

[править | править код]

Солнечные вспышки имеют прикладное значение, например, при исследовании элементного состава поверхности небесного тела с разреженной атмосферой или при её отсутствии, выступая в роли возбудителя рентгеновского излучения для рентгенофлуоресцентных спектрометров, установленных на борту космических аппаратов. Жёсткое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение вспышек — основной фактор, ответственный за формирование ионосферы, способный также существенно менять свойства верхней атмосферы: плотность её существенно повышается, что ведёт к быстрому снижению высоты орбиты ИСЗ. Сильнейшие потоки заряженных частиц во время солнечных вспышек зачастую повреждают спутники и приводят к авариям[8][9]. Вероятность повреждения при солнечных вспышках современной электроники, содержащей в основном элементы КМОП, выше, чем ТТЛ, так как меньше пороговая энергия частиц, вызывающих сбой. Большой урон такие частицы наносят также солнечным панелям космических аппаратов[10]. Плазменные облака, выбрасываемые во время вспышек, приводят к возникновению геомагнитных бурь, которые определённым образом влияют на технику и биологические объекты.

Прогнозирование

[править | править код]

Современный прогноз солнечных вспышек даётся на основе анализа магнитных полей Солнца. Однако магнитная структура Солнца настолько неустойчива, что прогнозировать вспышку даже за неделю не представляется в настоящее время возможным. NASA даёт прогноз на очень короткий срок, от 1 до 3 дней: в спокойные дни на Солнце вероятность сильной вспышки обычно указывается в диапазоне 1—5 %, а в активные периоды она возрастает только до 30—40 %[11].

Самые мощные зафиксированные солнечные вспышки

[править | править код]

Измерения мощности солнечных вспышек в рентгеновском диапазоне ведутся с 1975 года при помощи спутников GOES. В таблице ниже приведено 30 самых мощных вспышек c 1975 года, по данным этих спутников[12].

Огромные солнечные бури (События Мияке) произошли примерно в 660 году до н. э., в 774-775 и 993–994[англ.] годах[16][17].

Комментарии

[править | править код]
  1. ↑ Выбор для классификации вспышек рентгеновского диапазона обусловлен более точной фиксацией процесса: если в оптическом диапазоне даже крупнейшие вспышки увеличивают излучение на доли процентов, то в области мягкого рентгеновского излучения (1 нм) — на несколько порядков, а жёсткое рентгеновское излучение спокойным Солнцем не создаётся вообще и образуется исключительно во время вспышек.

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Воронцов-Вельяминов Б.А., Е.К. Страут. Астрономия базовый уровень 11 класс / зав. редакцией И.Г. Власова. — Дрофа, 2014, с изм. 2018. — С. 141.
  2. ↑ Энциклопедия Солнца — Солнечные вспышки. Дата обращения: 29 марта 2008. Архивировано 1 апреля 2008 года.
  3. ↑ Priest, Eric Ronald. Flare classification // Solar flare magnetohydrodynamics. — Gordon and Breach Science Publishers, 1981. — С. 51. — ISBN 0677055307. Архивировано 12 апреля 2014 года.
  4. ↑ Классификация вспышек Архивная копия от 27 сентября 2011 на Wayback Machine  (англ.)
  5. ↑ Самые мощные зарегистрированные солнечные вспышки Архивная копия от 6 августа 2011 на Wayback Machine  (англ.)
  6. ↑ 1 2 Dorman, Lev I. Solar Neutron Event on 4 November, 2003 // Solar Neutrons and Related Phenomena. — Springer, 2010. — С. 310. — ISBN 9789048137367.
  7. ↑ Эксперимент на втором искусственном спутнике Земли (Спутник-2). Дата обращения: 26 апреля 2011. Архивировано 13 октября 2014 года.
  8. ↑ С. И. Болдырев, Иванов-Холодный Г.с., О. П. Коломийцев, А. И. Осин. Влияние Солнечной Активности На Вариации Плотности Верхней Атмосферы Земли // Геомагнетизм И Аэрономия. — 2011. — Т. 51, вып. 4. — ISSN 0016-7940.
  9. ↑ Мощная вспышка на Солнце может повлиять на работу спутников, заявил эксперт. РИА Новости (7 сентября 2017). Дата обращения: 29 октября 2021. Архивировано 29 октября 2021 года.
  10. ↑ А. И. Акишин, Л. С. Новиков. Воздействие окружающей среды на материалы космических аппаратов. epizodsspace.airbase.ru. Дата обращения: 29 октября 2021. Архивировано 20 февраля 2020 года.
  11. ↑ Богачёв С. А., Кириченко А. С. Солнечные вспышки // Земля и Вселенная. — 2013. — № 5. — С. 3—15. — ISSN 0044-3948.
  12. ↑ Solar Flares: Solar X-ray Flares from the GOES satellite 1975 to present and from the SOLRAD satellite 1968—1974. Дата обращения: 7 сентября 2017. Архивировано 1 июля 2017 года.
  13. ↑ Sun blasts out most powerful flare of current solar cycle (video) | Space
  14. ↑ Тесис — 6 сентября 2017 года. Дата обращения: 6 июля 2020. Архивировано 15 августа 2021 года.
  15. ↑ "На Солнце произошла одна из мощнейших вспышек с 2017 года". nauka.tass.ru. Дата обращения: 14 мая 2024. Архивировано 14 мая 2024 года.
  16. ↑ O'Hare, Paschal et al. Multiradionuclide evidence for an extreme solar proton event around 2,610 B.P. (∼660 BC) (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2019. — Vol. 116, no. 13. — P. 5961—5966. — doi:10.1073/pnas.1815725116. — Bibcode: 2019PNAS..116.5961O. — PMID 30858311. — PMC 6442557.
  17. ↑ Hayakawa, Hisashi et al. The Earliest Candidates of Auroral Observations in Assyrian Astrological Reports: Insights on Solar Activity around 660 BCE (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2019. — Vol. 884. — P. L18. — doi:10.3847/2041-8213/ab42e4. — Bibcode: 2019ApJ...884L..18H. Архивировано 12 июня 2020 года.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Солнечная_вспышка&oldid=140964451