Что такое Каррингтонское событие и почему оно имеет значение?
Доброго всем!
Солнце – наша пылающая звезда – имеет метафорическую темную сторону.
Это потенциально может привести к тому, что наша современная технологическая цивилизация пошатнется.
Мы почувствовали разрушительное воздействие нашего Солнца 2 сентября 1859 года.
В тот день по всему миру компасы на море не работали, в результате чего некоторые корабли заблудились.
В телеграфных сетях возникли сбои, некоторые телеграфные линии загорелись.
Показательно, что люди даже на юге, в Карибском бассейне и Мексике, видели полярные сияния.
Теперь учёные полагают, что то, что произошло в тот день – 164 года назад – было сильнейшей геомагнитной бурей.
С тех пор шторм 1859 года стал известен как «Событие Каррингтона».
Многие учёные и другие задаются вопросом… что бы произошло, если бы событие Каррингтона произошло сегодня?
На этом изображении показана длинная нить солнечного материала, вырывающаяся в космос. Это произошло 31 августа 2012 года. Сопутствующий выброс корональной массы (coronal mass ejection — CME) распространялся со скоростью более 1500 километров в секунду (900 миль), распространяясь по Солнечной системе. Примечание: Земля в масштабе, но Земля не так близка к Солнцу. Изображение получено с космического корабля НАСА / SDO. Гораздо более крупный CME в 1859 году вызвал событие Каррингтона, которое проявилось в ошеломляющих сбоях в используемых тогда технологиях, таких как телеграф. Что произойдет в нашем мире – с нашей гораздо большей зависимостью от технологий – если событие Каррингтона произойдет снова?
Событие Каррингтона
Ричард Каррингтон (Richard Carrington) был известным британским астрономом XIX века.
Его внимание было обращено на Солнце.
Он определил положение оси вращения Солнца (расположение его северного и южного полюсов) и первым узнал, что Солнце не вращается как твердое тело, но что солнечное вещество вращается вокруг солнечного экватора быстрее, чем на его полюсах.
Он обнаружил, что темные пятна на поверхности Солнца, называемые солнечными пятнами, меняются по широте в течение 11-летнего солнечного цикла.
Он и Ричард Ходжсон (Richard Hodgson) увидели первую настоящую солнечную вспышку.
В первый день сентября 1859 года он наблюдал солнечные пятна и увидел яркую вспышку света.
Ученые теперь полагают, что он видел мощный корональный выброс массы (КВМ) – мощное извержение вблизи поверхности Солнца, вызванное перегибами в солнечном магнитном поле – толчки которого прокатились по нашей Солнечной системе.
Днем позже на Земле в магнитном поле нашей планеты произошла сильная буря.
Последствия этой великой геомагнитной бури теперь называют событием Каррингтона.
Корональные выбросы массы (КВМ)
КВМ распространены на Солнце, особенно когда Солнце приближается к пику своего 11-летнего солнечного цикла.
И наблюдатели за полярными сияниями приветствуют их, потому что они вызывают красивые проявления полярных сияний, также известных как северное или южное сияние, наблюдаемое в высоких широтах.
Сегодня наши космические аппараты регулярно регистрируют КВМ.
Но в 19 веке КВМ еще не были обнаружены (хотя намеки на их существование были).
Лишь в 1971 году космический корабль «Гелиос» обнаружил КВМ по данным ультрафиолетовых наблюдений.
Отчет о мероприятии Каррингтона
Каррингтон немедленно сообщил о вспышке в Королевское астрономическое общество.
Вероятно, он не задумывался об этом до следующего дня… когда быстро движущиеся солнечные частицы успели пройти через космос к Земле, заставив геомагнитное поле выйти из строя.
Окутав Землю бурлящей, извивающейся массой высокоэнергетических частиц, взрыв солнечных частиц ударил, сжал и исказил магнитосферу Земли, высвободив примерно 1035 электронвольт энергии.
Это десятка, за которой следуют 35 нулей.
Это количество энергии эквивалентно 10-мегатонной ядерной бомбе.
Оно также равно количеству энергии, которое Солнце выделяет примерно за 10 секунд.
Это было самое мощное солнечное событие, когда-либо зарегистрированное.
Последствия события Каррингтона
Последствия солнечной бури 2 сентября 1859 года были беспрецедентными.
Люди видели полярные сияния даже на юге, в Карибском бассейне и Мексике.
Говорят, что в некоторых более северных широтах небо было настолько ярким от полярных сияний, что птицы, думая, что наступило утро, начали петь.
Но это было не только благоговение и красота.
Широко распространены истории о том, как люди получали удары от дверных ручек и других металлических предметов из-за индукции электрического тока.
Во всем мире морские компасы не работали, в результате чего некоторые корабли заблудились.
В телеграфных сетях возникли сбои, некоторые телеграфные линии загорелись.
В одном апокрифическом рассказе рассказывается о телеграфисте, который получил удар током от своей машины, потерял сознание и, проснувшись позже, обнаружил, что его рука парализована.
Эта история, оставаясь неподтвержденной, определенно не выходит за рамки возможного.
На следующий день сильная геомагнитная буря утихла.
Начались работы по ремонту телеграфных сетей.
Яркие полярные сияния исчезли из поля зрения, и мир вернулся в нормальное русло.
Но истории об этом событии сохранились и по сей день.
Немного предыстории
Событие Каррингтона представляло собой экстремальную геомагнитную бурю.
Чтобы понять событие 1859 года, мы должны понять солнечный цикл.
Немецкий астроном-любитель Самуэль Генрих Швабе (Samuel Heinrich Schwabe) только что открыл 11-летний цикл в 1843 году.
Швабе наблюдал за Солнцем более 17 лет, когда он заметил, что количество солнечных пятен на поверхности Солнца меняется со временем.
Он также заметил, что период этого изменения составлял около 11 лет.
Открытие Швабе стало прорывом в нашем понимании Солнца.
Оно показало, что наша звезда — не статический объект, а скорее динамичный и постоянно меняющийся.
И – благодаря отслеживанию солнечных циклов Швабе – мы знаем, что пик 10-го солнечного цикла пришелся на февраль 1860 года.
Событие Каррингтона произошло всего за несколько месяцев до этого, в сентябре 1859 года.
Магнитное поле Солнца
Магнитное поле Солнца создает 11-летний солнечный цикл, пик которого достигается, когда северный и южный магнитные полюса Солнца меняются местами.
Примерно на пике каждого цикла, в течение нескольких лет с каждой стороны, на Солнце могут происходить сильные события, включая усиление корональных выбросов массы (КВМ).
У нас, кстати, сейчас такое время.
Пик текущего солнечного цикла ожидается в середине 2020-х годов.
Когда КВМ покидает Солнце, Солнце выбрасывает около миллиарда тонн вещества.
А иногда этот солнечный материал направлен в сторону Земли.
Когда он прибывает, Земля испытывает геомагнитную бурю, обычно не экстремальную, но, тем не менее, удивительное событие.
В такие моменты солнечный ветер врезается в магнитное поле нашей планеты, наполняя магнитосферу Земли частицами высокой энергии.
С нашей точки зрения на поверхности Земли, одним из немедленных эффектов являются красивые яркие полярные сияния, когда частицы сталкиваются с атомами в верхних слоях атмосферы, передавая свою энергию и заставляя атомы светиться.
Это геомагнитная буря, и она может длиться много часов.
Художественная концепция активности Солнца, путешествующего по космосу и взаимодействующего с магнитным полем Земли. Не в масштабе. Активность Солнца может вызвать геомагнитную бурю, которая может нанести вред земным технологиям.
Новости того времени
Событие в Каррингтоне стало горячей новостью в газетах того времени.
Газета «The New York Times» от 2 сентября 1859 года сообщила:
Вчера вечером город посетило одно из самых ярких проявлений северного сияния, которое наблюдалось на протяжении многих лет.
Небо было ясным, и звезды сияли необыкновенным блеском.
Около девяти часов на севере появился слабый свет, который постепенно увеличивался в яркости, пока не достиг зенита.
Полярное сияние тогда принимало разнообразные формы, а небо постоянно менялось.
Временами все небо освещалось ярким светом, и звезды совсем закрывались.
Полярное сияние продолжалось несколько часов и исчезло около полуночи.
3 сентября 1859 года газета «The Boston Globe» сообщила:
Вчера произошла сильная магнитная буря, которая затронула все телеграфные линии страны.
Все телеграфные линии в Бостоне были прерваны на несколько часов, а некоторые из них были настолько серьезно повреждены, что их не будут ремонтировать в течение нескольких дней.
Шторм также повлиял на магнитные компасы на кораблях, и некоторые суда сбились с пути.
А 5 сентября 1859 года газета «The London Times» сообщила:
В ночь с 1 на 2 сентября… магнитные компасы были настолько повреждены, что по ним невозможно было ориентироваться.
Северное сияние было замечено во многих местах, где его редко можно увидеть, и в некоторых местах оно было настолько ярким, что по нему можно было читать.
Если бы сегодня произошло событие Каррингтона
Сегодня мы живем в совершенно другом мире.
Наши технологии передовые, сложные и повсеместно распространенные.
Там, где когда-то телеграфные линии пели свои сообщения через плоские равнины Среднего Запада Соединенных Штатов, теперь это интернет, который связывает нас и все, что мы делаем.
Первый подводный трансатлантический телеграфный кабель был проложен всего за год до события Каррингтона, в 1858 году.
Он впервые соединил Северную Америку с Европой, позволив новостям распространяться по миру быстрее, чем когда-либо прежде.
Сегодня большая часть мирового интернет-трафика проходит по подводным кабелям огромной пропускной способности.
По существующим кабелям текут постоянно умножающиеся потоки единиц и нулей — телеграфные песни цифровой эпохи.
Компьютеры управляют нашим обществом.
Они влияют на каждый аспект нашей жизни: от регулирования дорожного движения до электросетей, банковского дела, здравоохранения и развлечений.
Рождение интегральной схемы подарило нам современный мир, появившись во всех современных устройствах: от тостеров до телевизоров, от мобильных телефонов до автомобилей.
Что могло бы сделать другое событие типа Каррингтона, если бы оно вызвало сильные электрические токи в магнитном поле Земли?
Что может случиться с национальными электросетями?
Почти наверняка произойдет широкомасштабное выгорание электронных схем и отказ электросетей в гораздо большем масштабе, чем отключение электроэнергии в Квебеке (Quebec) в 1989 году из-за солнечной бури.
Многие, многие миллионы людей, вероятно, останутся без электричества и не смогут пользоваться телефонами или другими устройствами.
Воздействие на спутники
В космосе спутники также могут выйти из строя из-за сгорания их электроники.
Это происходило несколько раз во время геомагнитных бурь, масштабы которых были гораздо меньшими, чем событие Каррингтона.
Последний раз произошел в марте 2022 года, когда 40 спутников SpaceX Starlink вышли из строя после CME.
Они стартовали за день до того, как разразился шторм.
Но отказали не их электронные системы.
Одним из последствий геомагнитной бури является увеличение атмосферного сопротивления спутников.
Оно потянуло спутники обратно к Земле, где они сгорели в атмосфере.
Лишь около 1% мирового интернет-трафика передается через спутники.
Однако в банковской сфере операции с банкоматами и кредитными картами, перевод средств и банковские сообщения осуществляются через спутники.
Масштабная потеря связи была бы неизбежна.
На какое-то время воцарится полный хаос. Восстановление может занять годы.
Прогнозирование следующего
Если все это звучит для вас пугающе, давайте зададим важный вопрос, чтобы представить все это в перспективе.
Насколько вероятно еще одно событие Каррингтона?
Ведь с момента последнего прошло 164 года.
Итак, рассматриваем ли мы это как всплеск, или такие события повторяются в более длительных временных масштабах или, возможно, даже через регулярные промежутки времени?
Можем ли мы предсказать следующий шторм и каковы могут быть его последствия?
И – пожалуй, самый важный вопрос – насколько много внимания мы можем привлечь к экстремальному событию, подобному Каррингтону?
Начнем с источника проблемы: корональных выбросов массы или КВМ.
Да, мы знаем о них гораздо больше, чем с момента их открытия в 1971 году.
Но КВМ непредсказуемы.
Помимо того факта, что они происходят чаще в районе максимума солнечной активности из-за переориентации магнитного поля Солнца, мы еще недостаточно знаем о механизмах, которые генерируют КВМ, чтобы сказать, когда они произойдут.
Таким образом, у нас нет возможности узнать, когда событие, подобное событию Каррингтона, может произойти снова.
Мы также не знаем, как часто эти события происходили до 1859 года.
До того, как появились электрические сети или устройства, такие бури, вероятно, оставались незарегистрированными, за исключением упоминаний о ярких полярных сияниях.
Подготовка к следующему
Насколько много внимания мы можем получить о надвигающемся, изменяющем общество и потенциально катастрофическом шторме?
Что ж, вам будет приятно узнать, что ученые полностью осознают опасность.
Они усердно работают, используя искусственный интеллект, чтобы моделировать, когда и где они могут пострадать сильнее всего.
Гелиофизики НАСА создали систему под названием «DAGGER», но она может дать нам предупреждение о приближающемся шторме только примерно за 30 минут.
Теперь Солнце находится под постоянным наблюдением с Земли и спутников.
Но когда Солнце испускает КВМ, трудно точно определить, сколько материала попадет на нас.
Проще говоря, мы не знаем, какие из них опасны.
Надежда основана на достижении большего, более целостного и глубокого понимания магнитного поля Солнца.
Однажды мы сможем предсказать разрушительные геомагнитные бури будущего.
Мы можем защитить наши технологии и электросети от повреждений так же, как электроника космических кораблей защищается от электрических токов.
Но для этого требуется много денег и мировые политики, чтобы осознать опасность и начать действовать.
До сих пор они не выделили достаточно денег и ресурсов, чтобы защитить нас от разрушающих цивилизацию астероидов или, конечно же, последствий изменения климата.
Нет оснований для оптимизма относительно того, что власть предержащие серьезно отнесутся к угрозе нового Каррингтонского события.
Извлечение уроков из Каррингтонского события
В конце концов, событие Каррингтона нанесло минимальный ущерб в эпоху, когда мало что можно было повредить.
Но если бы это произошло сегодня, это было бы катастрофой.
Нам действительно нужно извлечь уроки из опыта наших предков и серьезно относиться к Солнцу как к угрозе, а также как к источнику жизни.
Если мы этого не сделаем, нам придется винить только себя, когда разразится следующая экстремальная геомагнитная буря.
Итог: Событие Каррингтона 1859 года представляло собой мощную геомагнитную бурю, вызванную активностью Солнца.
Люди видели полярные сияния на низких широтах, которые были достаточно яркими, чтобы по ним можно было читать.
Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.
До скорых встреч! Заходите!
