Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Магнитное поле Солнца создают движущиеся потоки газа — течения, которые перекручиваются, искривляются и извиваются, как реки на Земле. Силовые линии поля возникают под поверхностью Солнца, но там не остаются; их петли прорываются сквозь поверхность Солнца наружу и ныряют обратно невероятно хитросплетенным и взаимосвязанным образом. Эти магнитные силовые линии могут сильно переплетаться и спутываться. Когда такое случается, на поверхности Солнца происходят кардинальные изменения.

Прежде всего, так как линии поля и газ взаимосвязаны, когда линии спутываются и уплотняются, движение газа затрудняется. Это как если бы на него набросили гигантскую сеть, не дающую ему двигаться свободно. Более горячий газ, поднимающийся из глубин, не может достичь поверхности, и области, в которых линии особенно плотные, начинают остывать. Поскольку яркость Солнца зависит от его температуры, более холодный участок становится тусклее, образуя темную область на Солнце, которая называется солнечным пятном . Так как по своей сути солнечные пятна — явление магнитное (на самом деле это поперечное сечение линий магнитного поля в том месте, где они пересекают поверхность Солнца), они всегда появляются парами с разной полярностью: одно как северный полюс магнита, а второе — южный полюс.

Солнечные пятна могут быть маленькими, еле заметными в телескопы на Земле, а могут быть гигантскими, гораздо больше размеров Земли, при этом некоторые из них настолько большие, что их можно видеть невооруженным глазом, когда Солнце находится у горизонта [9] Когда Солнце находится у горизонта, свет от него проходит сквозь более толстый слой воздуха, чем когда Солнце находится у нас над головой, и становится гораздо менее ярким, поэтому солнечные пятна легче увидеть. Вы, возможно, ожидаете, что сейчас я буду увещевать вас никогда не смотреть на Солнце. Однако, как ни удивительно, ни о каких случаях полной и необратимой слепоты у людей, посмотревших на Солнце, никогда не сообщалось. Вы можете повредить глаза, глядя на Солнце, — например, пользуясь дешевыми солнечными очками, задерживающими видимое, но не ультрафиолетовое излучение, или если будете смотреть на Солнце, закапав в глаза расширяющие зрачки средства, — но это довольно сложно, и в целом, глаза быстро заживают. Я не рекомендую это делать, потому что повреждения возможны, но маловероятны, и определенно не стоят тех истерик, которые они порождают. Сказав это, я должен подчеркнуть, что смотреть на Солнце в бинокль или телескоп, на самом деле, чрезвычайно опасно, так как они собирают солнечный свет. Единственный, стопроцентно безопасный способ смотреть на солнце через оптический прибор, не рискуя довести жидкость в глазе до закипания, — это проецировать изображение Солнца на лист бумаги. Есть и другие, более дорогие методы, но этот самый простой. И нет ничего более дорогостоящего, чем потерянный глаз. .

Собственно, именно наблюдения за солнечными пятнами дали астрономам первый ключ к пониманию магнитного поля Солнца. Генрих Швабе наблюдал за Солнцем в начале XIX в., десятилетиями, день за днем подсчитывая количество солнечных пятен. Он обнаружил, что оно увеличивается и уменьшается с периодичностью примерно 11 лет — сегодня мы называем этот период циклом солнечной активности . На максимуме на Солнце может быть свыше сотни пятен, но на минимуме это число уменьшается практически до нуля.

В 1859 г. Швабе решил опубликовать свои результаты, и очень скоро выяснилось, что периоды пикового количества солнечных пятен совпадали с периодами пиковой геомагнитной активности на Земле, указывая на связь между солнечными пятнами и магнетизмом. В 1908 г. астроном Джордж Эллери Хейл выяснил, что магнитные поля на солнечных пятнах могут быть в тысячи раз сильнее земного, что свидетельствовало о значительных запасах энергии в тех областях.

И мы возвращаемся к равновесию. Когда магнитные силовые линии спутываются, между давлением, нарастающим за счет накопленной в них магнитной энергии, и напряжением, существующим в силовых линиях, устанавливается равновесие. Магнитные силовые линии можно представить в виде витых стальных пружин, сваленных в кучу и спутанных между собой. Пружины сжаты и стремятся распрямиться, но не могут этого сделать, потому что переплетены друг с другом. Теперь продолжим сжимать их и добавлять новые и новые пружины. При этом накапливается очень впечатляющая энергия.