В ходе многочисленных и длительных наблюдений астрономы пришли к выводу, что пятна – это области выхода в солнечную атмосферу мощных магнитных полей. А поскольку они сокращают количество энергии, поступающей от недр светила к фотосфере, в местах их выхода на поверхность температура падает. Пятна почти на 1500 градусов холоднее окружающего их вещества, поэтому они и темнее прилегающих к ним областей.
Солнечные пятна обычно образуют ассоциации из нескольких больших и малых пятен, нередко занимающие довольно значительное пространство на солнечном диске. Эти «коллективы» пятен находятся в постоянной динамике: пятна рождаются, растут и распадаются.
Ассоциации пятен отличаются относительно продолжительной жизнью: некоторые из них сохраняются в течение двух или трех оборотов Солнца, период вращения которого, как известно, равен приблизительно 27 суткам.
Кроме того, вокруг пятен почти всегда находятся яркие сферы, которые называются факелами. Их температура примерно на 2000 градусов выше окружающей среды. Факелы в свою очередь состоят из ячеек размером около 30 тысяч километров.
Факелы, в отличие от пятен, живут дольше – три-четыре месяца. Следует иметь в виду, что факелы не всегда живут в союзе с пятнами: довольно часто встречаются факельные поля, внутри которых пятна никогда не возникают.
Отсюда следует предположение, что и факелы, как и пятна, тоже являются местами выхода магнитных полей во внешние слои Солнца. Но эти поля, видимо, значительно слабее, чем в пятнах.
Количество пятен и факелов характеризует солнечную активность, максимумы которой повторяются через каждые 11 лет. Когда активность минимальная, пятна на Солнце долгое время могут вообще отсутствовать. А вот в годы максимума они появляются на солнечном диске десятками.
В заключение хочется вкратце остановиться на истории наблюдения солнечных пятен. Считается, что впервые зафиксировал на Солнце пятна знаменитый Галилео Галилей. Однако ради справедливости следует отметить, что Галилей даже в Европе не был их первооткрывателем.
Намного раньше, еще в 807 году, монах Адельмус сообщил, что наблюдал в течение девяти дней темное пятно на поверхности Солнца. Впрочем, он ошибочно посчитал, что наблюдал прохождение Меркурия по солнечному диску.
А в 1128 году монах Иоанн Вустерский в своих «Хрониках» изобразил на рисунке нашего дневного светила два крупных пятна.
Первые же сообщения о пятнах на Солнце относятся к 800 году до нашей эры: сведения о них фигурируют в китайской «Книге Перемен». К четвертому столетию до нашей эры (364 год) относятся также комментарии китайского астронома Ганя Дэ, который разглядел темные области на Солнце. Впоследствии сообщения о похожих явлениях регулярно появлялись в императорских хрониках Поднебесной.
История знаменитой солнечной бури
Это случилось 28 августа 1859 года. Как только американские континенты погрузились во тьму наступившей ночи, яркое полотно полярного сияния занавесило весь небесный свод от штата Мэн до восточной оконечности Флориды. Оно также простерлось до самых Карибских островов. А жители Кубы наблюдали зарево прямо над своими головами. В это же время команды судов, находившихся вблизи экватора, стали свидетелями странного малинового света.
Стрелки компасов вертелись так, словно оказались в центре огромного магнита. Во всем мире приборы, предназначенные для наблюдений за магнитным полем земли, зашкаливали.
В телеграфных системах произошел сильный скачок напряжения, что стало причиной сбоя в передающих устройствах. Это привело к тому, что, например, весь следующий день телеграфисты в Балтиморе потратили 14 часов, чтобы передать текст, состоящий всего из четырехсот слов.
Что же вызвало столь необычные явления в небе и на Земле? Катастрофа глобального масштаба? Вовсе нет! Оказывается, причиной всех этих необычных явлений стала сильнейшая солнечная буря. А как показало исследование ледяной коры Антарктиды, такие гигантские извержения происходят на Солнце относительно редко – раз в 500 лет.
Впрочем, даже менее сильные солнечные бури, которые возникают раз в 50 лет, могут практически полностью вывести из строя искусственные космические спутники, привести к серьезным помехам в радиосети и вызвать на огромной территории серьезные сбои в электроснабжении.
Сразу же после полудня 1 сентября 1859 года английский астроном Ричард Каррингтон сделал набросок группы солнечных пятен необычно больших размеров. В 23 часа 18 минут ученый стал свидетелем интенсивного белого свечения из двух направлений локализации солнечных пятен.
Но разбушевавшееся Солнце на этом не остановилось. Спустя 17 часов оно продемонстрировало свой беспокойный нрав снова. В этот раз вторая волна полярного сияния превратила ночь в день даже далеко на юге Американского континента, в Панаме.
Солнечная буря
В газетах появились сообщения о малиновом и зеленом свечении. И снова на территории Европы и Северной Америки появились сбои в работе телеграфа.
Но если бы подобная вспышка произошла сегодня, последствия были бы намного серьезнее, поскольку современный мир буквально нашпигован сложными электронными устройствами, для большинства из которых такой удар небес стал бы смертельным.
Согласно проведенным подсчетам ущерб от солнечной бури, которая случилась в 1859 году, если к ней соответствующим образом не подготовиться, может привести к не меньшим потерям, чем, например, ураган или землетрясение огромной силы.
В случае солнечной бури такой мощи первыми на себя примут ее удар искусственные космические спутники Земли. В них может случиться масса сбоев, которые могут привести даже к их гибели…
Солнечная буря 1859 года вызвала не только проблемы со связью. Она породила и множество разных вопросов у специалистов. Например, что могло вызвать столь сильные полярные сияния? Может, метеориты, прилетевшие из бескрайнего космического пространства, или отраженный свет полярных айсбергов? А может, некое подобие белых ночей на больших высотах?
Теперь ученые знают, что причиной всему стали пертурбации на Солнце, в результате которых в окружающее пространство поступает огромное количество заряженных частиц. Вообще-то такие частицы выбрасываются Солнцем постоянно, но их отклоняет магнитное поле Земли, которое формирует особую каплевидную область, называемую магнитосферой. Ее граница со стороны Солнца расположена на расстоянии около 60 тысяч километров от нашей планеты.
Когда же на Солнце происходит сильная вспышка, огромные облака заряженных частиц сильно искажают магнитосферу. А порой, при очень сильной солнечной буре, магнитопауза может проникнуть в радиационные пояса Земли и их уничтожить.
А поскольку эти облака частиц имеют также и собственное магнитное поле, то они, приблизившись к нашей планете, изменяют и ее магнитном поле. Иногда оба поля могут соединиться. И тогда высвобождается огромное количество магнитной энергии, которая ускоряет заряженные частицы, порождая, таким образом, яркое полярное сияние и сильные электрические токи.
