Ученые рассказали почему солнечные бури так опасны для людей

солнечные бури, Земля, излучение, космос, фото
Фото: NASA/Steel Hill

Помимо того, что солнечные бури выводят из строя технику, они также негативно влияют на здоровье космонавтов, приводя к разным заболеваниям и повреждению ДНК.

Солнце — самый важный источник энергии для поддержания жизни на всей Земле, однако оно обеспечивает нас не только светом и теплом, но и солнечными бурями, пишет Inverse.

Эти бури могут возникать из-за корональных выбросов массы, вызванных солнечными вспышками, которые исходят из областей активных солнечных пятен.

 Солнечные вспышки и выброс корональной массы выделяют в космос огромное количество излучения и заряженных частиц. Эти явления способны повредить как энергетическую, так и коммуникационную инфраструктуру Земли, что приведет к отключению электроэнергии и снижению функциональности системы. От них также могут пострадать спутники, космические станции, астронавты, авиация, система навигации, электрические сети и многое другое. 

Поскольку технологии развиваются огромными темпами, мы становимся все более уязвимыми к воздействию солнечных бурь, поэтому нам нужно как можно лучше предсказывать солнечную деятельность. 

Космическая радиация 

Стоит учитывать, что космос — довольно огромное, холодное и темное место, наполненное радиацией. Радиация происходит в основном от галактического космического излучения — высокоэнергетических частиц, выброшенных из других галактик, а также от протонных штормов – высокоэнергетических частиц, исходящих от самого Солнца. 

В космическом излучении атомы ускоряются в межзвездном пространстве до скоростей, близких к скорости света, а электроны, в свою очередь, со временем удаляются и остается только положительно заряженное ядро. 

Люди наблюдают и подсчитывают солнечные пятна уже более 400 лет, что делает этот эксперимент самым продолжительным в мире. Солнце имеет 11-летний цикл солнечных пятен, и в данный момент мы находимся в середине этого цикла. 

Сейчас он приближается к "солнечному максимуму", где происходит наибольшая солнечная активность. Следующий же солнечный максимум, как ожидается, начнется в 2025 году.

Один из видимых эффектов солнечной радиации является северное сияние. Магнитное поле Земли, которое защищает нас от негативного влияния космического излучения, направляет заряженные частицы к полюсам, где они попадают в нашу атмосферу и вызывают красивые световые эффекты. Однако радиация может также воздействовать на технологии и людей.

полярное сияние, Земля, небо, фото, природа
Фото: Fen'x/flickr

Во время сильных солнечных радиационных бурь протоны могут повредить как электронные схемы внутри спутников, так и биологическую ДНК космонавтов. А пассажиры и экипаж, пролетающие над северным полюсом, будут подвергаться повышенному воздействию радиации.

Эти радиационные бури также способны негативно влиять на навигационные операции, делая их чрезвычайно трудными. Кроме того, протоны могут ионизировать атомы и молекулы в атмосфере, создавая слой свободных электронов. Этот слой поглощает высокочастотные радиоволны, вызывая отключение высокочастотной связи, также известной как декаметровые волны. 

Прогнозирование космической погоды

Учитывая нашу растущую зависимость от технологий, предсказание погоды в космосе имеет решающее значение. Однако эта задача далеко не из легких. Понимание сложности солнечных пятен поможет ученым предсказать, могут ли произойти значительные солнечные вспышки в будущем. 

Рами Кахваджи, профессор факультета инженерии и информатики Университета Брэдфорда, вместе со своими коллегами разработал автоматизированную компьютерную систему реального времени, использующую технологии обработки изображений и искусственного интеллекта для мониторинга и анализа данных солнечных спутников. Она помогает предсказывать вероятность солнечных вспышек в ближайшие 24 часа.

Кахваджи со своими коллегами также стал новатором новых методов автоматической обработки, определения и выделения характеристик солнечных элементов, таких как активные области и солнечные пятна. Более того, они еще и внедрили первую автоматизированную систему классификации солнечных пятен в режиме реального времени. До этого классификация происходила вручную. 

Космические миссии и астронавты с большей вероятностью будут подвергаться воздействию радиации, потому что они не защищены магнитным полем Земли. Последствия для человека могут включать в себя лучевую болезнь, повышенный риск рака, дегенеративные заболевания, а также воздействие на центральную нервную систему. 

Несмотря на эти риски, человеческая и роботизированная деятельность в космосе растет, и NASA работает над тем, чтобы высадить людей на Марс к 2030 году. 

"По мере того, как мы будем продолжать продвигаться дальше в космос, нам нужно будет усилить наши текущие возможности прогнозирования космической погоды, дабы получить более полную картину солнечной активности и смягчить ее влияние на нашу Солнечную систему", — заключил Кахваджи.