Учені розповіли, чому сонячні бурі так небезпечні для людей

Сонце — найважливіше джерело енергії для підтримки життя на всій Землі, проте воно забезпечує нас не тільки світлом і теплом, але і сонячними бурями, пише Inverse.

Ці бурі можуть виникати через корональні викиди маси, викликані сонячними спалахами, які виходять з областей активних сонячних плям.

Сонячні спалахи і викиди корональної маси виділяють у космос величезну кількість випромінювання і заряджених частинок. Ці явища здатні пошкодити як енергетичну, так і комунікаційну інфраструктуру Землі, що призведе до відключення електроенергії і зниження функціональності системи. Від них також можуть постраждати супутники, космічні станції, астронавти, авіація, система навігації, електричні мережі і багато іншого.

Оскільки технології розвиваються величезними темпами, ми стаємо все більш уразливими до дії сонячних бур, тому нам потрібно якомога краще прогнозувати сонячну діяльність.

Космічна радіація

Варто враховувати, що космос — досить велике, холодне і темне місце, наповнене радіацією. Радіація відбувається в основному від галактичного космічного випромінювання — високоенергетичних частинок, викинутих з інших галактик, а також від протонних штормів — високоенергетичних частинок, що виходять від самого Сонця.

У космічному випромінюванні атоми прискорюються в міжзоряному просторі до швидкостей, близьких до швидкості світла, а електрони у свою чергу з часом віддаляються і залишається тільки позитивно заряджене ядро.

Люди спостерігають і підраховують сонячні плями вже понад 400 років, що робить цей експеримент найтривалішим у світі. Сонце має 11-річний цикл сонячних плям, і наразі ми в середині цього циклу.

Зараз він наближається до "сонячного максимуму", де відбувається найбільша сонячна активність. Наступний же сонячний максимум, як очікується, почнеться у 2025 році.

Одним з видимих ефектів сонячної радіації є північне сяйво. Магнітне поле Землі, яке захищає нас від негативного впливу космічного випромінювання, направляє заряджені частинки до полюсів, де вони потрапляють у нашу атмосферу і викликають красиві світлові ефекти. Однак радіація може також впливати на технології і людей.

Під час сильних сонячних радіаційних бур протони можуть пошкодити як електронні схеми всередині супутників, так і біологічну ДНК космонавтів. А пасажири та екіпаж, котрі пролітають над північним полюсом, будуть піддаватися підвищеному впливу радіації.

Ці радіаційні бурі також здатні негативно впливати на навігаційні операції, роблячи їх надзвичайно важкими. Крім того, протони можуть іонізувати атоми і молекули в атмосфері, створюючи шар вільних електронів. Цей шар поглинає високочастотні радіохвилі, викликаючи відключення високочастотного зв'язку, також відомого як декаметрові хвилі.

Прогнозування космічної погоди

З огляду на нашу зростаючу залежність від технологій, передбачення погоди в космосі має вирішальне значення. Однак це завдання далеко не з легких. Розуміння складності сонячних плям допоможе вченим передбачити, чи можуть відбутися значні сонячні спалахи в майбутньому.

Рамі Кахваджі, професор факультету інженерії та інформатики Університету Бредфорда, разом зі своїми колегами розробив автоматизовану комп'ютерну систему реального часу, що використовує технології обробки зображень і штучного інтелекту для моніторингу та аналізу даних сонячних супутників. Вона допомагає передбачати ймовірність сонячних спалахів у найближчі 24 години.

Кахваджі зі своїми колегами також став новатором нових методів автоматичної обробки, визначення і виділення характеристик сонячних елементів, таких як активні області та сонячні плями. Більше того, вони ще й впровадили першу автоматизовану систему класифікації сонячних плям у режимі реального часу. До цього класифікація відбувалася вручну.

Космічні місії й астронавти з більшою ймовірністю будуть піддаватися впливу радіації, тому що вони не захищені магнітним полем Землі. Наслідки для людини можуть включати в себе променеву хворобу, підвищений ризик раку, дегенеративні захворювання, а також вплив на центральну нервову систему.

Незважаючи на ці ризики, людська і роботизована діяльність у космосі зростає, і NASA працює над тим, щоб висадити людей на Марс до 2030 року.

"У міру того, як ми будемо продовжувати просуватися далі в космос, нам потрібно буде посилити наші поточні можливості прогнозування космічної погоди, щоб отримати більш повну картину сонячної активності і пом'якшити її вплив на нашу Сонячну систему", — підсумував Кахваджі.