Исследователи космоса

Привет всем и каждому!

Наверное, многие из нас видели в интернете снимки полярных сияний, подписанные локациями, мягко говоря, не совсем полярными.

Если не видели - вот, смотрите.

Кто-то, возможно, даже видел это своими глазами. И те, и другие, наверняка задавались вопросом: а как это возможно? Некоторые начинали беспокоиться: "Магнитное поле Земли слабеет! Радиация! Кислород сгорает! Мы все умрём!". Другие говорят "Да ну, уже третий год такая песня - и ничего. Все живы". Третьи же без устали твердят о непрекращающихся головных болях.

Мнений много - одно хуже другого. А если почитать заголовки СМИ, то хочется спросить: "А может надо лечь, надеть на голову бумажный пакет и тихо ждать конца?"

Где правда, а где домыслы? Действительно ли полярных сияний нашей местности раньше не было, а их появление сейчас - это плохо? Представляют ли участившиеся магнитные бури и полярные сияния опасность для человека, планеты и инфраструктуры? Насколько велико влияние магнитных бурь на человека?

Давайте разбираться - с точки зрения науки, без домыслов и простым языком, где это возможно.

Для ЛЛ абзац с выводами в самом конце поста.
Дальше - для любознательных.

Что вообще такое "Магнитная буря"?
Магнитная буря - это изменение магнитного поля Земли под влиянием солнечного ветра. Наше Солнце не только постоянно испускает солнечный ветер (поток протонов), но еще и является источником магнитных полей, которые неизбежно взаимодействуют с магнитным полем Земли. И если "обдув" солнечным ветром происходит постоянно, то деформация магнитного поля случается реже - при обширном и мощном корональном выбросе масс (КВМ).

КВМ может быть вызван тремя основными причинами: солнечными вспышками, корональными дырами и отрывами протуберанцев.

Солнечная вспышка происходит в активных областях Солнца - в солнечных пятнах при перестроении магнитных полей. Чем сложнее магнитная конфигурация солнечного пятна - тем выше вероятность сильных вспышек. Подробнее о солнечных вспышках я писал здесь. Лучше всего солнечные вспышки видны в рентгеновском диапазоне.

Корональные дыры - это области Солнца, где линии магнитного поля, удерживающие плазму, разомкнуты. Плазма безо всяких препятствий устремляется в космическое пространство с достаточно высокой скоростью (до 800 км/с у Земли вместо 200-300 км/с фоновых значений). Таких скоростей солнечного ветра достаточно, чтобы привести к магнитной буре не выше G2 (умеренной).
Однако для корональных дыр свойственно явление CIR (Corotating Integration Region) - первичный фронт ветра корональной дыры. В нём происходит взаимодействие области ветра высокой скорости с медленным, фоновым ветром. На их стыке образуется область уплотнения солнечного ветра. Период влияния CIR (или просто "сыра") очень непродолжительный (несколько часов), но может привести к сильной магнитной буре (G3) за счет высокой плотности ветра и высокой напряженности межпланетного магнитного поля.

Корональные дыры преобладают на Солнце вблизи минимума 11-летнего цикла солнечной активности и могут длиться достаточно долго - до нескольких дней. Но и уже сейчас время от времени они начинают проявляться - до 3-4 раз в месяц.

Отрывы протуберанцев (в некоторых источниках их называют филаментами от англ. filament - нить, это одно и то же) - самые редкие причины магнитных бурь. Вопреки распространенному мнению, попадание по Земле оторвавшегося протуберанца не приведет к катастрофе планетарного масштаба. За последние несколько лет такие попадания (причем лоб в лоб) происходили как минимум трижды: 24 апреля и 5 ноября 2023 года и 16 апреля 2025 года.

Двойной отрыв протуберанцев вблизи центра солнечного диска 13 апреля 2025 года.

Полярное сияние из начала поста - как раз следствие попадания такого протуберанца. И все эти попадания обязательно приводили к сильным или очень сильным магнитным бурям (G3-G4) за счет высокой плотности частиц и напряженности межпланетного магнитного поля (которое и вызывает ту самую деформацию магнитного поля Земли).

Все эти воздействия кажутся особенно многочисленными в последнее время, а некоторые источники пишут о том, что Солнце демонстрирует очень высокую активность и "аномально мощные вспышки". При этом часто сравнивают нынешний, 25 цикл солнечной активности, с предыдущим.

И это сравнение кажется правдивым, но только если не сравнивать с более ранними циклами...

... и тогда обнаруживается, что предыдущий, 24-й цикл солнечной активности, был самым слабым за последние 100 лет.

Дело в том, что помимо одиннадцатилетнего цикла солнечной активности существует еще столетний цикл, минимумы которого отлично видны на нижней части диаграммы. И мы сейчас только выходим из столетнего минимума. Поэтому активность Солнца никак нельзя считать аномально высокой, напротив - она слабее многолетних значений.

Что касается мощности вспышек - то и подавно: самая мощная вспышка в нынешнем цикле имеет класс Х9.05 - и она не входит даже в топ10 солнечных вспышек с 1996 года, когда стало возможно вести рентгеновские наблюдения за Солнцем из космоса. С Земли делать это невозможно, потому что рентгеновское излучение полностью блокируется атмосферой. По этой же самой причине нельзя говорить о влиянии самих по себе солнечных вспышек на организм человека. Исключения составляют только теоретические "события Мияке". С архивом солнечных вспышек (и не только) можно ознакомиться здесь.

И, раз уж мы начали говорить о влиянии на организм человека, то стоит поднять, наверное, самую спорную тему - влияние магнитных бурь на организм человека.

СМИ при любом упоминании о магнитных бурях сразу делают акцент на головных болях. И на самом деле, совсем непонятно, откуда появилась такая взаимосвязь, ведь ни одно исследование на неё не указывает. Зато указывают на другие: увеличение числа инфарктов и инсультов, а также установлено, что магнитные бури приводят к повышенной усталости. И обычно эту часть оставляют, вырывая из контекста и игнорируя два факта:
1 - Это наблюдается у людей, уже имеющих тяжелые сердечные заболевания, а так же у людей с очень слабым иммунитетом;
2 - Всё это возможно только во время сильных магнитных бурь (G3 и выше). А это случается не так часто.

Обычно СМИ публикуют что-то вроде этого:

Почему глупость? Ну хотя бы потому, что в таблице нет ни одной сильной магнитной бури, как гласит заголовок. Эти цифры - это так называемый Кр-индекс, общий показатель геомагнитной активности. Этот индекс устанавливается для всей планеты. Магнитная буря начинается от индекса Кр5 (G1 - слабая магнитная буря). Кр6 соответствует умеренной магнитной буре G2, Кр7 (G3) - сильная буря, Кр8 (G4) - очень сильная и G5 - экстремальная. Да и сама по себе таблица не верна: 1 мая не было активности на уровне Кр6. Максимум Кр5.
Вообще такие прогнозы можно не воспринимать всерьёз: они не учитывают отрывы протуберанцев и солнечные вспышки, а основаны на данных о возвращающихся на видимую сторону корональных дырах, которые за 27 дней вращения Солнца вокруг своей оси могут и исчезнуть. Однако СМИ используют эти таблицы в паре с кликбейтными заголовками, что создает очень плодотворную почву для проявления у людей эффекта ноцебо. Это как плацебо, только наоборот: ты не лечишься чем-то абсолютно нейтральным, а наоборот, начинаешь хандрить под действием самовнушения. Также обилие красных квадратиков в таких таблицах лишь создает иллюзию опасности. Которой, для подавляющего большинства населения Земли, нет.

Ещё один важный момент: все описания зависимостей состояния здоровья людей от геомагнитной активности сводятся к статистическим наблюдениям. Точного описания причин возникновения подобных симптомов нет, и некоторые люди используют это как поле для домыслов. Но тут уже вступает в игру моя любимая фраза: "Сказанное без доказательств может быть отвергнуто без доказательств". Некоторые приводят аргумент, мол доказано, что под действием магнитного поля человеческая кровь густеет. Да, доказано. А ничего, что человек всю свою жизнь находится под действием магнитного поля Земли? И в ходе эволюции тоже жил. А это неизбежно вызывает адаптацию биологического вида. И колебания магнитного поля во время даже самых сильных бурь слишком слабы, чтобы вызвать хоть сколь заметное изменение вязкости крови. Но если этого изменения достаточно, чтобы вызвать у человека недомогание, то это не просто тревожный звоночек - это огромный звенящий колокол, говорящий о том, что с твоим организмом происходит что-то катастрофическое. Ну либо извини, друг, но дело не в магнитных бурях. Ведь даже дополнительное воздействие магнитного поля в несколько Тесла от прибора МРТ (на несколько порядков выше, чем средняя напряженность магнитного поля Земли) не наносит ощутимого вреда сердечно-сосудистой системе человека, не говоря уже о головных болях.

Откуда тогда у людей берется головная боль? Причин может быть масса: плохой сон (и отсутствие здорового отдыха в целом), общее нервное напряжение, высокая загруженность на работе, плохая экология, неправильное питание, вредные привычки. Но разве кто-то обратит на это внимание, когда можно всё свалить на магнитные бури и дальше смотреть сериалы по ночам?

Лично для меня, который никогда до 2023 года полярного сияния своими глазами не видел, это было (и остается) невероятным зрелищем, которое я всегда стараюсь запечатлеть в лучшем виде. За эти 2 с небольшим года на моём счету более 15 "пойманных" северных сияний, из них только одно было поймано случайно. Ко всем остальным я был готов.

Полярные сияния можно прогнозировать, чем я и занимаюсь уже более двух лет. Причем не только я. И снимков полярного сияния стало больше не только у меня. Их стало больше, наверное у всех, кто фотографирует ночное небо. Отсюда возникает резонный вопрос: "А почему полярное сияние стало наблюдаться так часто? Может с магнитным полем Земли что-то не так?".

Причин большого количества снимков полярного сияния из средних широт несколько.
1. Магнитное поле Земли не является стабильным. Существует понятие дрейфа магнитного полюса. Помните, из школьного курса географии, нам рассказывали что в северном полушарии находится южный магнитный полюс Земли, причём расположен он где-то в Канаде? Так вот - его там давно нет. По мнению учёных, сейчас магнитный полюс Земли сместился ближе к Сибири через северный географический полюс. Причем его движение в последние 100 лет ускорилось, и если так пойдет и дальше - то через полвека магнитный полюс окажется над континентальной частью России. Над Москвой и Новосибирском будет сиять так, как сейчас сияет в Мурманске. Сам по себе факт смещения магнитного полюса ближе к России приводит к тому, что авроральный овал тоже смещается, что расширяет на юг видимость северного сияния в восточном полушарии.

2. Сегодня практически у каждого в кармане есть камера, способная снимать на длинной выдержке. Еще даже 11 лет назад, во время предыдущего максимума солнечного цикла, такая возможность была далеко не у каждого. Но и тогда снимки были, например 17-18 марта 2015 г. А, как мы уже говорили, прошлый солнечный цикл был, мягко говоря, не самым сильным. Поэтому и магнитных бурь было не так много - фотографировать было попросту нечего.

3. Скорость распространения информации. Уведомления от тематических групп, каналов и приложений о растущей вероятности полярных сияний приходят очень быстро, потому что есть люди, которые за этим следят (например я). Поэтому у каждого есть время подготовиться, найти подходящую локацию и дождаться суббури - яркой части полярного сияния, когда в небе появляются яркие столбы высотой до самого зенита. Суббуря длится недолго - от 10 до 30 минут, но оставляет неизгладимое впечатление у каждого, кто хоть раз её видел.

А что насчет частоты появления северных сияний? "Раньше такого никогда не происходило, а значит это очень плохо" - такие комментарии очень часто появляются под снимками северных сияний. И действительно, кажется, будто раньше такого никогда не было.

Тут следует обратиться к истории. Естественно, сильнейшей магнитной бурей в обозримом прошлом является всем известное событие Кэррингтона в 1859 году. Но фотоаппараты тогда были большой редкостью, поэтому о реальных снимках говорить не приходится.
Зарисовки сияния тех лет сохранились только черно-белые, и их структура напоминает структуру северного сияния в полярных широтах.

А что насчет тех самых красных столбиков? В интернете говорят, что именно красные огни северного сияния говорят о настоящих проблемах планетарного масштаба, ведь именно их "никогда раньше не видели". И тут обращаемся к еще чуть более глубокой истории, а именно - сентябрь 1770 года. Тогда в Японии и Китае местные жители увидели необычную картину, и один из них сделал вот такую зарисовку (которая сейчас хранится в National Diet Library, Япония):

А вот снимок северного сияния 19 апреля 2024 года в Рязанской области из моего поста:

Отсюда простой вывод: сильные магнитные бури и яркие северные сияния (в том числе красного цвета) случались в человеческой истории чаще, чем мы привыкли считать. И это вовсе не знак того, что с планетой что-то не так. С планетой всё в порядке, а вот к людям, конечно, есть вопросы.

Появление тех самых красных столбиков света - и есть та самая суббуря, когда накопленная во время магнитной бури энергия высвобождается в виде свечения атмосферных газов. Именно снимки суббури чаще всего появляются из средних и южных широт. За появление высоких столбиков отвечает свечение молекулярного кислорода на высоте от 200 до 400 км над уровнем земли (красный цвет). Более привычное зеленое свечение преобладает на высоте от 100 до 200 км и чаще всего остается у самого горизонта - из средних широт оно не представляет из себя ничего особенного, как и фиолетовое свечение азота на высотах до 100 км.
И о суббурях чаще всего пишут, что именно они - знак того, что планета на пороге грандиозных катаклизмов, а человечество вот-вот отправится в средневековье, поскольку очередная магнитная буря уничтожит всю нашу энергосистему. В пример приводят уже ранее упомянутое событие Кэррингтона, когда по всему миру сгорели телеграфные линии из-за колоссальных перегрузок в сети. И если даже на том уровне развития человечество так пострадало от магнитной бури - то что говорить о нынешних масштабах? "Проводка в домах погорит, смартфоны повзрываются, а провода на столбах и вовсе расплавятся".

Ключевые слова здесь - "уровень развития человечества". Событие Кэррингтона было тщательно проанализированно физиками того времени, и выяснилось, что при сильных магнитных бурях в длинных линиях возникает наведенное постоянное напряжение (вообще говоря - переменное, но его частота измеряется милигерцами, что на фоне стандартов напряжения в сети можно считать постоянным), величиной десятки вольт на километр прямой линии. Разумеется, в масштабах дома (даже многоквартирного) такое напряжение не будет заметным и не повлияет на технику. Но постоянное напряжение представляет опасность для трансформаторов, которые имеют низкое активное сопротивление. При появлении в сети постоянного тока сердечники трансформатора намагничиваются, переходят в насыщение и трансформатор фактически становится короткозамкнутой перемычкой в цепи, что очень быстро приводит к его перегреву и выходу из строя. Именно это случилось в канадской провинции Квебек во время Квебекского события - магнитной бури 13-14 марта 1989 года. Автоматика того времени не справилось с коррекцией постоянной составляющей, и часть трансформаторов безвозвратно вышла из строя. Трагедии же события Кэррингтона были вызваны резким ростом напряжения в длинных телеграфных линиях, которое привело к поражению телеграфистов током и сильным пожарам.

Современная автоматика работает достаточно надёжно, и около года назад она прошла серьёзную проверку. Во время экстремальной магнитной бури 10-11 мая 2024 года не произошло ощутимых нарушений в работе энергосистем, связанных с наведённым напряжением. И не сказать, что прошлогодняя буря была намного слабее Квебекского события: индекс временного спада DST составил -412 наноТесла вместо -589 наноТесла в 1989 году.
А вот тут - важное НО: во время прошлогодней магнитной бури на Земле действительно не было ущерба, чего нельзя сказать о космосе. В первую очередь - пострадали спутники навигации. GPS сбоило на несколько метров, чего рядовые автолюбители наверняка не заметили, а вот производители сельхозтехники выпускали предупреждение о сбоях. Эти сбои не были необратимыми, и уже спустя сутки техника вернулась к исправной работе. Другое дело - влияние высокоэнергетичных солнечных протонов во время солнечных радиационных штормов или протонных событий. Сильные протонные события представляют очень большую опасность для спутников и экипажа МКС. Больше о протонных событиях можно почитать вот в этом посте.

Наземная же энергетика развивается достаточно быстро и будет развиваться в такими же темпами и дальше, поэтому очередная экстремальная магнитная буря, сравнимая с событием Кэррингтона, не станет концом энергосистемы Земли. А она обязательно произойдет в ближайшие 60-70 лет, когда Солнце выйдет на максимум своей вековой активности.

Подытожим:

1. Магнитные бури - это нормальный и естественный процесс. Полярные сияния - тоже.

2. Магнитных бурь не стало больше - стало больше возможностей их запечатлеть. Сильные бури и яркие сияния случались и раньше - даже зарисовки есть.

3. Красный цвет северного сияния - такой же естественный, как и зелёный. Просто это свечение возникает в более высоких слоях атмосферы.

4. Подавляющее большинство населения Земли не может испытывать на себе заметного влияния магнитных бурь.

5. Ухудшение состояния во время магнитных бурь (без учета влияния самовнушения) - признак более серьёзных проблем со здоровьем.

6. Энергосистема Земли не пострадает даже от самых сильных магнитных бурь.

7. Самые сильные магнитные бури могут нарушать работу спутников, а выбросы протонов высоких энергий во время сильных вспышек могут вовсе вывести их из строя.

8. Жизни на Земле со стороны Солнца на данном этапе его эволюции ничего не угрожает.

Всем спасибо, кто дочитал. Вот вам ёжика.