С мыслью о том, что когда-нибудь Солнце потухнет, вынужден свыкнуться каждый школьник, хотя бы "на троечку" знакомый с курсом физики. В качестве отнюдь не слабого утешения выступает тот факт, что школьные учебники оптимистично отодвигают кончину нашего светила примерно на 5 млрд. лет вперед. Это дает нам отсрочку в сотни тысяч раз длиннее самой истории человечества.
Однако на каждый десяток оптимистов всегда найдется парочка пессимистов, и астрофизика в данном случае не является исключением. Некоторые ученые всерьез утверждают, что мы слишком мало знаем о Солнце, и его будущее может оказаться не таким уж безоблачным. Например, авторитетный голландский астрофизик Пирс Ван дер Меер всерьез предупреждает, что до взрыва Солнца осталось буквально несколько лет. И несмотря на то что скептики находятся в меньшинстве, время от времени их теории получают весомые подтверждения, что делает эти теории страшилками почище пресловутой "черной дыры", которая "должна" возникнуть после запуска Большого адронного коллайдера.
Десятилетия наблюдений за Солнцем многому научили ученых, однако, несмотря на все достижения исследователей, светило продолжает преподносить им сюрпризы, которые никак нельзя назвать приятными. Последний такой сюрприз случился 31 мая, когда на поверхности Солнца неожиданно произошел огромный выброс массы. Так ученые называют ситуацию, когда поток плазмы — вещества, из которого состоит корона Солнца, — вырывается с поверхности звезды в космическое пространство. Выбросы происходят на Солнце регулярно, однако, как правило, им предшествуют события, которые позволяют ученым предвидеть их заранее.
Проспали. Солнечная вспышка 31 мая застала ученых врасплох
В этот раз все было по-другому — выбросу не предшествовал ни один из признаков, к которым привыкли ученые. Например, не были отмечены пресловутые "солнечные пятна" — темные области на поверхности звезды, свидетельствующие о колебаниях магнитного поля Солнца. Тем не менее неожиданно звезда выплюнула огромное количество плазмы — по оценкам ученых, не менее 3 млрд тонн вещества, — которое отправилось в космическое пространство со скоростью 300 км/с. Выброс был зафиксирован зондами STEREO, запущенными Национальным космическим агентством США (NASA) для наблюдения за Солнцем. Снимки зондов стали свидетельством того, что Солнце способно на огромные выбросы, даже если его поверхность совершенно спокойна.
Событие 31 мая немедленно вызвало в научных кругах дискуссию о судьбе Солнца и нашей способности предвидеть ее. Во-первых, вспышки на Солнце вовсе не так безобидны, как может показаться на первый взгляд. Достигнув Земли, раскаленная плазма по большей части поглощается атмосферой, но даже ее "отголоски" способны вызывать перебои в работе электросетей и приводить к катастрофам. Кроме того, магнитные бури, провоцируемые вспышками, негативно отражаются на здоровье метеозависимых людей. Во-вторых, неспособность предугадать выбросы свидетельствует о том, что наши знания о звезде, которая является неотъемлемым условием нашего существования, далеки от совершенства. Следовательно, и внесенное в школьные программы утверждение о том, что Солнце будет безобидно светить нам еще миллиарды лет, можно поставить под сомнение.
ТЕРМОЯДЕРНЫЙ АД: СОЛНЦЕ УБИВАЕТ НА РАССТОЯНИИ
Солнце — это не просто далекий светящийся шарик, от присутствия которого на небе зависит время суток. Звезда являет собой термоядерный котел воистину гигантских масштабов. Масса Солнца составляет 99,8% от суммарной массы всей Солнечной системы. Звезда состоит преимущественно из водорода (73% массы) и гелия (25%), а также из небольших объемов других элементов, которые участвуют в термоядерных реакциях, превращающих водород в гелий.
Реакции, происходящие в недрах звезды, периодически приводят к выбросу мощных солнечных протуберанцев, длина которых составляет десятки и сотни тысяч километров, а масса вещества, извергаемого звездой, исчисляется миллиардами тонн. Выброшенная звездой раскаленная плазма летит в космическом пространстве со скоростью в несколько сотен километров в секунду. В случае, если плазма движется в направлении Земли, для достижения цели ей требуется всего восемь минут.
Электромагнитное поле Земли в состоянии отразить существенную часть солнечного излучения, однако в случаях с особенно мощными вспышками его мощи хватает не всегда. Именно в такие моменты земляне ощущают на себе негативное воздействие энергии Солнца. Солнечная радиация приводит к возникновению в земной атмосфере мощных магнитных бурь, последствия которых ощущают люди, страдающие от гипертонии, сердечных и психических заболеваний. Бури могут длиться несколько недель после единственной вспышки и чреваты многочисленными смертельными случаями. Психиатры в такие периоды, как правило, отмечают всплеск случаев суицида. Даже физически здоровые люди во время магнитных бурь могут ощущать тошноту, головокружение, чувство тревоги и страдать от бессонницы.
Солнечные вспышки способны нарушать работу электросетей и приводить к нарушениям в работе различного оборудования. В XX веке были зафиксированы десятки случаев, когда солнечные вспышки приводили к масштабным катастрофам с человеческими жертвами. Способа защиты от солнечных вспышек — как в случае со здоровьем гипертоников и сумасшедших, так и в случае с навигационным оборудованием самолетов — до сих пор не придумали.
ЗВЕЗДА-СТАРУШКА: СКОЛЬКО ЛЕТ СОЛНЦУ?
Северное сияние тоже возникает вследствие активности Солнца
Основываясь на современных познаниях об истории Вселенной, ученые с помощью компьютерного моделирования подсчитали, что возраст Солнца составляет примерно 4,57 млрд. лет. Это же моделирование показывает, что звезда такой массы может просуществовать около 10 млрд. лет. Следовательно, Солнце сейчас находится в середине своего жизненного пути и израсходовало примерно половину запасов своего топлива — водорода. Что ждет звезду по мере приближения преклонного возраста?
Согласно общепринятой среди физиков теории, следует ждать примерно следующего развития событий. Где-то через 4 млрд. лет Солнце, которое астрофизики сегодня относят к классу звезд "желтый карлик", перейдет в другой класс — "красный гигант": водород в ядре звезды будет выгорать и внешняя оболочка звезды будет неуклонно расширяться. Со временем Солнце начнет терять свою массу, а границы внешних слоев оболочки поглотят Меркурий и Венеру и достигнут орбиты Земли. При таких условиях вода на планете перейдет в газообразное состояние, а атмосфера частично рассеется в космическом пространстве. Жизнь на планете станет невозможной, в связи с чем человечеству к тому времени лучше освоить межзвездные перелеты и убраться подальше от непомерно разбухшего светила.
Некоторое время спустя расширившаяся внешняя оболочка отделится от Солнца и образует туманность, из которой в будущем могут сформироваться новые планеты. А из ядра Солнца сформируется новая звезда класса "белый карлик" — которая будет постепенно угасать еще много миллиардов лет.
В ОЖИДАНИИ КАТАСТРОФЫ: А ЕСЛИ ВСЕ-ТАКИ РВАНЕТ?
Категорически не согласен с общепринятой версией известный голландский астрофизик Пирс Ван дер Меер, эксперт Европейского космического агентства, огласивший свою теорию еще четыре года назад.
1 июля 2005 года на Солнце произошел чудовищный выброс плазмы — диаметр протуберанца превышал диаметр Земли в 30 раз, а его длина составила немыслимые 350 тыс. км. К счастью для человечества, выброс произошел не в сторону Земли, иначе его последствия могли быть катастрофическими. Ван дер Меер, давно занимающийся наблюдениями за Солнцем и температурой его ядра, немедленно объявил вспышку предвестником скорого взрыва светила. Общаясь с прессой, ученый не преминул уточнить, что Земля будет при этом буквально сожжена, а жизнь на планете перестанет существовать. "Если поднести зефир к огню, он почернеет и растает", — подобрал подходящую метафору Ван дер Меер.
В качестве доказательства своей гипотезы Ван дер Меер привел следующие данные. Ранее внутренняя температура Солнца составляла 15 млн градусов за Цельсием. Однако за период с 1994 по 2005 гг. она вдруг резко поднялась до 27 млн градусов. По словам ученого, можно констатировать, что Солнце быстро разогревается, иными словами, превращается в сверхновую звезду. Тогда, в 2005 году, ученый предположил, что Солнцу осталось жить всего лет шесть.
Ряд ученых, разделяющих гипотезу голландца, поспешил в деталях нарисовать картину Конца. Апокалипсис будет красивым, но недолгим. Небо зальет ослепительная вспышка, а последующие за ней потоки рентгеновского, ультрафиолетового и гамма-излучения без труда преодолеют защитный слой земной атмосферы. Поверхность планеты нагреется до нескольких тысяч градусов, океаны испарятся, с жизнью на Земле будет покончено.
АРГУМЕНТЫ ПРОТИВ: СОЛНЦЕ МОЖЕТ ВЗОРВАТЬСЯ, НО НЕ СКОРО
Солнце может превратиться в сверхновую звезду
К счастью, далеко не все ученые мира согласны с предположениями Ван дер Меера, что дает надежду на то, что голландец ошибается. Так, группа российских физиков после появления апокалиптического сценария поспешила привести контраргумент в виде данных о том, что солнечное излучение остается неизменным на протяжении многих лет. Вряд ли это возможно, если температура звезды растет так быстро, как утверждает Ван дер Меер.
Некоторые ученые объясняют температурные колебания, на которые ссылается Ван дер Меер, пресловутыми циклами солнечной активности, о которых, правда, известно не так уж много. Ряд ученых утверждает, что солнечная активность имеет циклический характер. Чаще всего говорят об 11-летних, 22-, 100- и 400-летних циклах. Однако достоверность этих теорий остается под вопросом в связи с тем, что детальные наблюдения за солнечной активностью ведутся лишь в последние несколько десятилетий, когда наука обзавелась подходящими для этого спутниками и телескопами. Удивителен и факт, что чудовищная вспышка, ставшая поводом для появления теории о скором взрыве Солнца, случилась в 2005 году — на исходе так называемого 11-летнего цикла, когда Солнце должно было быть спокойным. Ряд ученых также поспешил заявить, что даже если голландец прав, то озвученная им цифра шесть лет взята "с потолка". Скорее всего, речь о десятках, а то и сотнях тысяч лет до взрыва звезды, заверяли они.
Все же оптимистов оказалось больше, чем скептиков, и гипотеза Ван дер Меера была благополучно похороненной. Однако недавние события показывают, что мы по-прежнему слишком мало знаем о Солнце и процессах, происходящих внутри него. Гигантский выброс на солнечной поверхности 31 мая 2009 года стал сюрпризом для ученых. Дискуссия о судьбе Солнца вспыхнула вновь. Некоторые ученые заявили, что даже если майские события и не являются прямым доказательством скандальной теории Ван дер Меера, все же это хороший повод активизировать наши исследования Солнца и перестать бездумно уповать на то, что от глобальной катастрофы нас защитят оптимистичные строчки в школьном учебнике физики.
ИСТОРИЯ КАТАСТРОФ
Пока одни ученые спорят о судьбе Солнца и о том, сколько времени отведено человечеству на планете Земля, другие ученые скрупулезно отмечают факты вмешательства светила в повседневную жизнь людей. Воздействие рядовых вспышек на поверхности Солнца, как правило, ограничивается ухудшением самочувствия гипертоников и "сердечников". Более крупные вспышки способны приводить к настоящим техногенным катастрофам и эпидемиям самоубийств.
1859 г. Ученые впервые заподозрили Солнце в способности вмешиваться в работу электрического оборудования, когда по неизвестным причинам на длительное время была прервана телеграфная связь между Европой и Северной Америкой.
1989 г. Магнитная буря, вызванная солнечной вспышкой, вывела из строя трансформаторы на крупнейшей гидроэлектростанции в канадском штате Квебек. Жители штата просидели в темноте девять часов.
2000 г. Колоссальная вспышка привела к изменению орбиты Международной космической станции. Был уничтожен японский спутник Aska.
2002 г. В небе над Германией столкнулись российский пассажирский самолет Ту-154 и грузовой Boeing 757, принадлежавший компании DHL. Вину за происшествие, в котором погиб 71 человек, многие эксперты возложили на солнечную вспышку. Она спровоцировала магнитную бурю, которая привела к сбоям навигационного оборудования.
2003 г. Вспышки погубили еще несколько японских и американских спутников, астронавтам на МКС несколько раз приходилось прерывать работы и отсиживаться в защищенном от радиации модуле станции.
Сентябрь 2005 г. В Москве был зафиксирован невиданный всплеск самоубийств, в частности, за один день 9 сентября с жизнью добровольно расстались сразу 10 человек. Медики не могли найти происходящему логического объяснения и, в конечном итоге, пришли к выводу, что во всем виновата череда солнечных вспышек, случившихся в эти дни. Анало гичные всплески были зафиксированы в ряде других стран.
Главные темы