Невидима загроза з космосу: як сонячний вітер диктує правила життя на Землі

Цей невидимий потік формує умови, у яких функціонує техніка, розвивається наука й існує кожна людина. То що ж таке сонячний вітер і як він впливає на Землю? 24 Канал зібрав головні факти, які потрібно знайти.

Як влаштований сонячний вітер і чому його активність здатна змінити наше повсякдення?

Сонячний вітер – це безперервний потік іонізованих частинок, переважно електронів, протонів та альфа-частинок, що вилітають із розпеченої сонячної корони. Ці частинки рухаються зі швидкістю від 300 до 1200 кілометрів на секунду, поширюючись у всіх напрямках Сонячної системи.

Наука виділяє два основні стани цього явища: повільний вітер, що має швидкість близько 300 – 500 кілометрів на секунду й температуру близько 100 000 кельвінів, і швидкий вітер, який розганяється до 750 кілометрів на секунду при температурі 800 000 кельвінів.

Межа, де сонячний матеріал остаточно долає магнітне тяжіння зірки й виходить у відкритий космос, називається поверхнею Альвена. Нещодавні дані зонда Parker Solar Probe дозволили вченим вперше створити детальні карти цієї рухомої межі. Виявилося, що під час піків сонячної активності поверхня Альвена стає нерівною та "грубою", а її розміри змінюються залежно від 11-річного циклу Сонця. Зараз ми перебуваємо у фазі максимуму цього циклу, що повинен завершитися, за припущеннями, десь у межах 2026 року. Саме з цієї причини кількість спалахів та потужних викидів корональної маси зараз є рекордною.

Як Земля захищається?

Земля має потужний природний захист – магнітосферу. Цей магнітний щит відхиляє основну масу заряджених частинок, змушуючи їх огинати планету. Однак частина енергії все ж проникає у верхні шари атмосфери, особливо в районі полюсів, де магнітні лінії сходяться. Саме там виникає полярне сяйво – візуальний результат взаємодії сонячного вітру з газами нашої атмосфери. Кисень при зіткненні дає зелене або червоне світло, а азот – сині та фіолетові відтінки.

Під час особливо потужних збурень "овал сяйва" розширюється, що дозволяє спостерігати це явище навіть у середніх широтах, зокрема в Україні, де воно часто набуває рідкісного рожево-червоного кольору.

Попри красу нічного неба, сонячна активність створює серйозні технічні виклики:

• Потужні радіаційні бурі можуть призводити до серйозних збоїв у роботі супутників та навігаційних систем.
• Електроніка на орбіті страждає від "одиночних збоїв", спричинених влучанням високоенергетичних частинок у мікросхеми.
• Особливо вразливими є низькоорбітальні апарати, такі як Starlink. Геомагнітні бурі нагрівають верхні шари атмосфери, змушуючи їх розширюватися, що збільшує опір повітря та змушує супутники втрачати висоту. Через це вони можуть просто впасти на планету, якщо вчасно не вжити заходів.

Чи впливає це на здоров'я людини?

Для людей на поверхні Землі атмосфера слугує надійним фільтром, проте непрямий вплив магнітних збурень залишається темою для дискусій. Одні вчені не знаходять жодних свідчень шкоди збурень, тоді як інші, який набагато менше, стверджують протилежне. Їхні дослідження вказують на зростання кількості серцевих нападів та інсультів у періоди високої геомагнітної активності, оскільки нервова система та кровообіг нібито можуть реагувати на зміни магнітного поля. Метеозалежні люди часто скаржаться на головний біль, тривожність та безсоння через нібито зміну рівня мелатоніну. Однак наразі докази цих впливів виглядають непереконливо.

Професійні ризики існують для екіпажів літаків на полярних маршрутах та астронавтів, які отримують підвищену дозу іонізуючого випромінювання.

Сучасна наука, використовуючи дані апаратів Parker Solar Probe, Solar Orbiter та місії Wind, вчиться точніше прогнозувати космічну погоду. Це критично важливо для захисту енергосистем, адже сильні бурі здатні індукувати струми в лініях електропередач, що іноді призводить до масштабних аварійних відключень.

Хоча сонячний вітер є невід’ємною частиною життя Сонячної системи, розуміння його природи допомагає людству адаптувати свої технології до примх нашої зорі.