В защиту науки (Бюллетень 6) - Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований РАН

В настоящее время воздействие солнечных активных явлений на околоземное космическое пространство принято оценивать в пятибалльной шкале по трем позициям:

– электромагнитный удар – воздействие электромагнитного излучения во время развития мощной солнечной вспышки в основном на ионосферу;

– солнечные протонные события (СПС) – приход в околоземное космическое пространство солнечных заряженных частиц, которые воздействуют в основном на радиационную обстановку в окрестности Земли, вызывают рост электронной концентрации над полярными шапками, нарушая радиосвязь на полярных трассах;

– возмущения геомагнитного поля (магнитные бури) – следствие прихода в околоземное космическое пространство потоков солнечной плазмы повышенной плотности, скорости частиц и температуры с усиленным магнитным полем.

Таким образом, естественно было бы определить солнечные экстремальные события как большие мощные вспышечные явления, вследствие которых в околоземном космическом пространстве осуществляются максимальные геофизические возмущения по всем трем позициям.

Однако солнечные протонные события и возмущения геомагнитного поля сильно зависят от локализации солнечного вспышечного события на видимом диске Солнца. От самой мощной вспышки вблизи западного лимба Солнца геомагнитные возмущения и поток высокоэнергичных частиц будут минимальны, так как вся энергия коронального выброса вещества этой вспышки уйдет мимо Земли.

В настоящее время физический балл вспышки оценивается по величине максимального потока мягкого рентгеновского излучения в диапазоне (1–8 Å). Хотя есть некоторые трудности в оценке этого балла для самых мощных событий в связи с превышением порога насыщения (запирания) приборов, мы уверенно можем назвать самые мощные события за всё время наблюдений и их энергию. Их было не так мало.

Если учитывать время насыщения детекторов и их пороги, наиболее интенсивными за всё время наблюдения были рентгеновские вспышки 1 и 6 июня 1991 г. Время запирания прибора достигало 26 мин., а ещё у трех вспышек этой же активной области оно было ≥17 мин. Поэтому для всех них был указан балл Х > 12.5 с указанием времени запирания рентгеновского фотометра. Кроме того, в данной активной области осуществилась вспышка балла Х10.0. Эта область является несомненным лидером по количеству и мощности солнечных вспышек за всю историю наблюдения Солнца. Активные области октября 2003 г. и марта 1989 г. занимают второе и третье место по количеству мощных вспышек. К ним следует добавить активную область сентября–октября 1989 г., в которой произошла серия мощных вспышек с очень большим потоком в диапазоне мягкого рентгеновского излучения и с одним из самых мощных потоков солнечных протонов, создавших серьёзные проблемы для космонавтов, находившихся в это время на борту орбитальной станции «МИР».

Впервые понимание того факта, что мощные солнечные события значимо влияют на нашу жизнь, пришло в середине XIX в., когда 28 августа 1859 г. наблюдатели заметили на видимом диске Солнца образование большой солнечной группы пятен. Английский астроном-любитель Р. Кэрринггон 1 сентября 1859 г. вел обычные зарисовки солнечных пятен и, в какой-то момент времени, его внимание привлекли четыре небольших ярких пятнышка в упомянутой большой группе пятен (рис. 1).

Это было первое наблюдение очень мощной солнечной вспышки[1]. Через 17 часов 40 мин. в Америке и Европе были зарегистрированы серьезные нарушения проводной телеграфной связи (подводная и подземная кабельная сеть), которые продолжались несколько часов. Этой же ночью полярные сияния наблюдались в Риме, в Гаване и на Гавайях. Это был единственный случай, когда полярное сияние наблюдалось вблизи экватора. При известном достаточно точном времени максимума вспышки (узлы вспышки в «белом» свете видны в моменты максимального выделения энергии вспышки) можно сказать, что время распространения возмущения от данной вспышки до Земли было рекордно малым. По общему мнению, это была самая мощная за всю историю наблюдений солнечная вспышка, которая к тому же произошла в удобном месте для максимального влияния на Землю солнечного диска за полгода до наступления максимума 10 цикла солнечной активности.

В дальнейшем подобные экстремальные солнечные вспышки регистрировались неоднократно, в общей сложности после 1942 г. – около 40 раз. Разумеется, они все были несколько слабее, чем вспышка 1859 г., но и они были весьма мощными. Соответствующие экстремальные события в околоземном космическом пространстве вызвали далеко не все упомянутые солнечные вспышечные события, а только те из них, которые локализовались на видимом диске Солнца в удобном для влияния на Землю интервале долгот. В целом ни к каким глобальным катастрофическим событиям они не привели.

Наблюдения магнитного поля Солнца и звёзд показали, что всё эволюционное многообразие магнитных образований можно рассматривать как следствие всплытия магнитных потоков, от величины которых зависят размеры и времена существования магнитных структур. На рис. 2 приведена зависимость магнитных потоков на поверхности Солнца и солнцеподобных звёзд, на которых отмечены очень мощные вспышечные события, от светимости в диапазоне мягкого рентгеновского излучения[2]. Из рисунка следует, что существующие магнитные потоки на Солнце, по всей видимости, не могут обеспечить реализацию более мощных вспышек (>1033 эрг), чем те, которые мы уже наблюдали. Поэтому можно считать, что вспышка Кэррингтона была близка к пределу мощности, которая возможна на Солнце.

Следует, однако, заметить, что авторы доклада справедливо обращают внимание на то, что современная техническая цивилизация стала гораздо более чувствительной к последствиям мощной вспышки на Солнце и поэтому опасность не следует ни недооценивать, ни переоценивать. Возможные отказы технических систем при мощном событии не исключены и следует заблаговременно предусматривать возможные пути их устранения. Однако апокалиптическая картина, нарисованная в информации программы «Вести», абсолютно нереальна и может только дискредитировать реальную проблему.

Несколько слов о реальных возможностях прогноза бывших солнечных вспышек. Появление больших солнечных вспышек представляет собой самостоятельный процесс внутри общей эволюции активной области. Этот физический процесс имеет вполне конкретное начало – всплытие нового магнитного потока внутри активной области, максимум – период осуществления вспышек большой и средней мощности и конец после полной реализации энергии ВМП. Ограниченный по времени, такой процесс всплытия нового магнитного потока может ускорить эволюцию активной области, но, в общем случае, такое влияние можно считать несущественным. На всех фазах развития активной области могут происходить всплытия новых магнитных потоков, магнитное поле которых, взаимодействуя со старым полем, вызывает повышение вспышечной активности. Для осуществления больших солнечных вспышек важна не сложность магнитной конфигурации, а динамика, быстрая эволюция нового ВМП, т.е. необходимо сильное изменение структуры магнитного поля активной области, причём наиболее статистически обоснованным является интервал времени не более 3 суток с момента появления первых признаков нового магнитного потока до начала периода осуществления вспышек. Любое всплытие нового магнитного потока приводит к увеличению вспышечной активности, но для осуществления больших геоэффективных вспышек необходимо, чтобы новый ВМП был достаточно большим (> 1013 Вб) и скорость его всплытия была не менее 109 Вб/сек[3]. С учётом этих наблюдательных фактов была разработана методика прогноза больших солнечных вспышек, работающая в реальном времени и прошедшая успешную проверку при работе российских космических обсерваторий ГРАНАТ, ГАММА, КОРОНАС-И и КОРОНАС-Ф.

Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что процесс осуществления больших солнечных вспышек, особенно самых мощных, может происходить только в солнечных активных областях, в сложных группах пятен при взаимодействии нового всплывающего магнитного потока с магнитным полем самой группы пятен. Характерное время осуществления взаимодействия этих полей от первых признаков появления нового магнитного потока до начала реализации вспышечной серии не более 3 суток, что и определяет заблаговременность прогноза. Можно лишь предположить, что наиболее мощные солнечные вспышки в текущем 24-м цикле солнечной активости, который, по мнению большинства специалистов, будет циклом средней величины, можно ожидать в период времени середины 2012 и (наиболее вероятно) в 2014–2016 гг. Более точный прогноз в настояшее время просто невозможен.