Корональные дыры
Сергей Богачев Физик
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора
Буквально несколько дней назад на Солнце можно было наблюдать достаточно крупную корональную дыру, похожую, по мнению очевидцев, на знак вопроса. Какова природа этого явления и откуда на Солнце берутся пятна? Ответить на этот вопрос мы попросили доктора физико-математических наук, главного научного сотрудника ФИАН Сергея Богачева.
Корональные дыры — не вполне удачное название, которым обозначаются более темные области на поверхности Солнца, наблюдаемые на снимках, поступающих с космических телескопов. Не вполне удачно оно просто потому, что корональная дыра это совсем не дыра, а просто область короны, которая имеет более низкую светимость. Впрочем, посмотрев на снимки этого явления, нельзя не отметить, что это название отчасти оправдано.
Вопрос, почему часть короны Солнца может вдруг перестать светить, несмотря на кажущуюся трудность, имеет простой ответ. Надо лишь вспомнить, что корона Солнца представляет собой ионизованный газ, а главное свойство газа, как известно из курса физики, состоит в том, что он всегда стремится расшириться и занять весь предоставляемый ему объем. В случае Солнца этому препятствует магнитное поле. Линии солнечного поля, как правило, представляют собой петли, которые обоими основаниями упираются в поверхность Солнца и образуют собой ловушку, удерживающую плазму.
Что будет, если на каком-то участке солнечной короны петли вдруг не замкнутся, а образуют открытые линии поля, уходящие в межпланетное пространство? Очевидно, что газ, в своем стремлении расшириться, начнет уходить из короны вдоль этих линий, покидая солнечную атмосферу. Если такая область открытых линий имеет достаточно большую площадь, то вещество начнет уходить сразу с протяженного участка поверхности Солнца и на месте этого участка резко упадет светимость (просто потому, что отсюда ушло все светящееся вещество).
Так как магнитное поле Солнца меняется довольно медленно, то образовавшаяся корональная дыра может существовать несколько недель, а порой и месяцев, несколько раз за это время появляясь на краю вращающегося Солнца, проходя по диску и скрываясь за горизонтом.
Корональные дыры представляют собой довольно забавное зрелище с точки зрения разнообразия размеров и форм. В целом, на форму корональной дыры нет никаких физических ограничений. По своей «механике» она близка к кляксе, способной принимать самые причудливые очертания. Нередко в этих очертаниях удается разглядеть те или иные привычные объекты или предметы. Такие сообщения очень любит пресса. В корональных дырах можно разглядеть птиц, различные геометрические фигуры, лица людей, морских обитателей и множество иных разнообразных форм.
Впрочем, помимо придания Солнцу забавного вида, корональные дыры играют и вполне значимую физическую роль. В частности это вторая по значимости после солнечных вспышек причина магнитных бурь, которые периодически регистрируются не Земле. Впрочем, это, как и влияние корональных дыр на солнечный ветер, совсем другая история.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Дыры в атмосфере Солнца
Ученые из Грацского университета (Австрия), Сколтеха и их коллеги из США и Германии разработали новую нейронную сеть, способную обнаруживать корональные дыры на основе данных космических наблюдений. Новое приложение открывает возможности для повышения точности прогнозирования космической погоды и обеспечивает ценную информацию для исследования циклов солнечной активности. Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics. Солнце – это источник жизни на Земле.
«Жизнь» электроники также
зависит от уровня активности нашей ближайшей звезды и ее
взаимодействия с магнитным полем Земли. Хотя для человеческого
глаза Солнце всегда выглядит одинаково, оно очень активно и
является источником частых выбросов солнечной энергии, вызывающих
геомагнитные бури на Земле. Именно поэтому с помощью спутниковых
телескопов ведется непрерывное наблюдение за внешней атмосферой
Солнца — солнечной короной.
Одна из характерных особенностей этих наблюдений — наличие
обширных темных участков, так называемых корональных дыр. А
темными они выглядят потому, что частицы плазмы могут свободно
распространяться в космическое пространство вдоль открытых линий
магнитного поля, оставляя «дыру» в короне. Именно из таких частиц
образуется мощный поток высокоскоростного солнечного ветра,
который, достигая поверхности Земли, может вызывать геомагнитные
бури. Внешний вид и расположение дыр на Солнце меняются в
зависимости от уровня солнечной активности, и это важно для
исследования долгосрочной динамики активности Солнца.
«Обнаружение корональных дыр − сложная задача не только для традиционных алгоритмов, но и для наблюдателей, поскольку в солнечной атмосфере присутствуют и другие темные области, например, протуберанцы, которые можно легко спутать с корональной дырой», − рассказывает ведущий автор статьи, научный сотрудник Грацcкого университета Роберт Яролим.
В своей статье авторы описывают сверточную нейронную сеть CHRONNOS (Coronal Hole RecOgnition Neural Network Over multi-Spectral-data), которую они разработали специально для обнаружения корональных дыр. «Благодаря искусственному интеллекту мы можем идентифицировать корональные дыры по таким критериям, как интенсивность, форма и свойства магнитного поля. Те же критерии учитываются и человеком в процессе наблюдения», − отмечает Роберт Яролим.
«Солнечная атмосфера выглядит по-разному в зависимости от длины
волны, на которой ведется наблюдение. В качестве входных данных
для нейронной сети мы использовали изображения, полученные на
разных длинах волн крайней ультрафиолетовой области спектра
(EUV), а также карты магнитного поля, с помощью которых сеть
смогла установить взаимосвязи между разными видами многоканальной
информации», − добавляет соавтор статьи, профессор Грацского
университета Астрид Верониг.
Авторы обучили свою модель на приблизительно 1700 изображениях, полученных за период с 2010 по 2017 год, и показали, что метод работает при любых уровнях солнечной активности. Сравнение полученных с помощью нейронной сети результатов с данными по обнаружению 261 корональной дыры в ручном режиме показало совпадение результатов в 98% случаев. Кроме того, авторы исследовали результаты обнаружения корональных дыр по картам магнитного поля, которые сильно отличаются от данных наблюдений в EUV-диапазоне. Человек не может обнаружить корональную дыру, используя только карты магнитного поля, а ИИ научился воспринимать эти изображения иначе и на их основе идентифицировать корональные дыры.
«Это многообещающий результат для будущих задач обнаружения
корональных дыр с помощью наземных телескопов. С Земли у нас нет
возможности напрямую наблюдать корональные дыры в виде темных
пятен, которые видны на космических изображениях в EUV-диапазоне
и мягком рентгеновском диапазоне, а есть лишь возможность
регулярно измерять магнитное поле Солнца», − отмечает один из
авторов статьи, старший преподаватель Космического центра
Сколтеха Татьяна Подладчикова.
«И какие бы ни бушевали бури, мы желаем всем хорошей космической погоды!» − говорит в заключение Татьяна Подладчикова.
Новый метод был разработан с использованием высокопроизводительного кластера Сколтеха в рамках создания интегрированной сетевой группы исследований по солнечной физике (SPRING), которая будет обеспечивать автономный мониторинг Солнца с использованием новейших технологий в области наблюдательной физики Солнца. SPRING — часть проекта
Рисунок: Наблюдение солнечной динамической обсерватории (SDO). На изображении показано сочетание семи различных фильтров крайнего ультрафиолета (цветные срезы) и информации о магнитном поле (срез серой шкалы). Обнаруженные корональные дыры обозначены красными контурными линиями. Темная структура в центре представляет собой солнечную нить, которая имеет похожий вид, но не связана с корональными дырами. Источник: Jarolim et. др., 2021
Обнаруженные корональные дыры за почти 11 лет. Выявленные корональные дыры обозначены красными контурными линиями. Солнце меняется в течение солнечного цикла и достигает максимальной активности в 2014 г. Источник: Jarolim et. др., 2021.
Источник информации и фото: Сколтех
Массивная корональная дыра на Солнце! Повлияет ли это на Землю?
Главная Новости технологий Огромная корональная дыра на Солнце! Повлияет ли это на Землю?
Обсерватория солнечной динамики (SDO) НАСА обнаружила гигантскую «коронную дыру» на Солнце.
Представьте себе дыру в нашем гигантском Солнце… страшно, правда? Тогда вы будете потрясены, узнав, что это не воображение, а реальность! Недавнее изображение, полученное Обсерваторией солнечной динамики (SDO), находящейся в ведении НАСА, выявило большую «коронную дыру» в южной части внешней атмосферы нашего Солнца, где температура достигает около 1,1 миллиона градусов по Цельсию. И, чтобы оправдать ваши опасения, гигантская корональная дыра на Солнце может оказать влияние на Землю, так как она создала и выбросила поток газообразного вещества, который, как ожидается, прибудет на Землю в ближайшие дни.
Большая корональная дыра может столкнуться с Землей, так как может вызвать геомагнитные бури в магнитосфере планеты. Плазма, испускаемая внешним слоем Солнца, содержит миллионы электронов и протонов. Эти выбросы Солнца направлены на Землю. По данным Space Weather, некоторые солнечные вспышки уже достигли Земли, и еще больше находится на пути к Земле.
Это может вызвать возмущение атмосферы, кульминацией которого станет визуальное зрелище — северное сияние в некоторых полярных регионах. Завораживающие полярные сияния в небе на Северном и Южном полюсах уже видны, и вы можете ожидать увидеть больше.
Spaceweather.com сообщает: «Показ был вызван потоком солнечного ветра, вытекающим из южной дыры в солнечной атмосфере. Поток достиг Земли поздно вечером 20 ноября и в настоящее время дует со скоростью более 600 км/с. .»
Повлияет ли это на GPS-навигацию?
Солнечные вспышки могут влиять на магнитное поле Земли. В свою очередь, это может повлиять на GPS-картографирование, передачу сигналов мобильных телефонов и спутникового телевидения, в зависимости от интенсивности вызванной солнечной вспышкой. Как видно из других солнечных вспышек, эти последние солнечные вспышки также могут иметь аналогичный эффект. Кроме того, перебои в электроснабжении являются еще одним следствием солнечных вспышек.
Однако вероятность таких негативных последствий очень мала, так как магнитное поле Земли служит формой защиты от них.
Видели ли мы раньше такие дыры на поверхности Солнца?
Да, конечно! Корональные дыры возникают регулярно, в последний раз в апреле 2020 года. Кроме того, ранее, в 2018, 2016 годах, массивная дыра на поверхности Солнца вызвала сильный солнечный ветер в сторону Земли, что привело к северному сиянию. в некоторых районах полярных областей Земли.
Следите за последними техническими новостями и обзорами HT Tech, а также следите за нами в Twitter, Facebook, Google News и Instagram. Для наших последних видео, подписывайтесь на наш канал на YouTube.
Дата первой публикации: 27 ноября, 11:01 IST
Теги: солнце земля
НАЧАЛО СЛЕДУЮЩЕЙ СТАТЬИ
Советы и подсказки
Используйте вспышку камеры в качестве уведомления на Android и iPhone с помощью этого трюка
Этот СКРЫТЫЙ трюк с клавиатурой для iPhone поможет вам быстро писать
5 крутых трюков с камерой iPhone, которые помогут вам стать лучшим фотографом
Знайте, как сделать снимок экрана на всех Android-смартфонах
Подозреваете, что кто-то копается в вашем iPhone? Просто сделай это
Выбор редакции
Обзор Oppo Reno8 T 5G: стиль превыше всего
Этот iPhone тату-мастера продается по цене внедорожника Mercedes!
Долгосрочный обзор iPhone 14: стоит крепко и уверенно, что бы вы ни делали
Получил свой первый iPhone? Эти ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ вещи, которым вы должны немедленно следовать
iPhone 14 Краткий обзор: оно того стоит? Камера, обнаружение сбоев в играх — вы БЕЧА!
Актуальные истории
iPhone 14 Plus против Samsung Galaxy S23 Plus: роскошь больших размеров! Но какой из них лучше?
Запущена функция широковещательного чата в Instagram под названием «Каналы»; Facebook, Messenger тоже получат это
Внимание! Удалите эти 203 вредоносных приложения со своего телефона сейчас, чтобы остановить атаку; контрольный список
Apple AirTag находит угнанную Toyota Camry за считанные часы!
5 крутых трюков с камерой iPhone, которые помогут вам стать лучшим фотографом
Играешь в Наследие Хогвартса? Знайте ПРАВИЛЬНЫЙ вариант графики на Xbox и PS5
Вышел трейлер Call of Duty Mobile Season 2 — Heavy Metal! Узнайте, что нового
Сыграйте 3 часа в God of War: Ragnarok БЕСПЛАТНО! Специальное предложение для пользователей PlayStation Plus Premium
Вышел снимок Minecraft 23w07a; Добавлен биом сакуры! Проверьте, как скачать
Рецензенты в восторге от видеоигры «Наследие Хогвартса», несмотря на негативную реакцию
Солнечная буря из «каньоноподобной» дыры на Солнце может обрушиться на Землю уже в четверг (1 декабря)
При покупке по ссылкам на нашем сайте мы можем заработать партнерскую комиссию.
Вот как это работает.
«Каньоноподобная» дыра в атмосфере Солнца открылась и может запустить высокоскоростной поток солнечного ветра в магнитное поле Земли с четверга (1 декабря) по пятницу (2 декабря) и, возможно, вызовет малая геомагнитная буря, по данным сайта spaceweather.com (открывается в новой вкладке).
Корональная дыра представляет собой гигантский солнечный залив, протянувшийся через центр Солнца. Корональные дыры — это области в верхних слоях атмосферы Солнца, где наэлектризованный газ (или плазма) нашей звезды менее горячий и плотный, чем в других областях, из-за чего они по контрасту кажутся черными. Вокруг этих дыр линии магнитного поля Солнца, линии, вместо того, чтобы зацикливаться на себе, указывают наружу в космос, излучая солнечный материал наружу со скоростью до 1,8 миллиона миль в час (2,9).
млн км/ч), по данным Exploratorium, музей науки в Сан-Франциско.
Связанный: Древняя солнечная буря обрушилась на Землю не в ту часть солнечного цикла — и ученые обеспокоены магнитное поле , которое сжимается, вызывая геомагнитную бурю. Солнечные частицы проносятся через атмосферу вблизи полюсов, где защитная магнитосфера Земли наиболее слаба, и взбалтывают молекулы кислорода и азота, заставляя их высвобождать энергию в виде света, образуя красочные полярные сияния, такие как n 9.0083 северные огни .
Шторм, который может обрушиться на Землю в четверг, скорее всего, будет довольно слабым. По прогнозам, это будет геомагнитная буря G-1, которая может вызвать незначительные колебания в электросетях и нарушить некоторые функции спутников, в том числе для мобильных устройств и систем GPS. Это также может привести к тому, что полярное сияние появится как далеко на юге, как Мичиган и Мэн (откроется в новой вкладке).
Однако более экстремальные геомагнитные бури могут иметь гораздо более серьезные последствия.
Они могут не только деформировать магнитное поле нашей планеты достаточно сильно, чтобы отправить 9Спутники 0083 падают на Землю , но могут нарушить работу электрических систем и даже вывести из строя интернет .
Геомагнитные бури также могут быть вызваны двумя другими формами солнечной активности: корональными выбросами массы (КВМ) или солнечными вспышками. По данным Центра прогнозирования космической погоды , обломки, которые извергаются с Солнца в виде КВМ, обычно достигают Земли за 15–18 часов. Яркие вспышки солнечных вспышек, которые могут вызвать отключение радиосвязи, движутся со скоростью света и достигают Земли всего за 8 минут.
СВЯЗАННЫЕ ИСТОРИИ
Предстоящий шторм является лишь последним в череде солнечных заграждений, обрушившихся на Землю, когда Солнце вступает в самую активную фазу своего примерно 11-летнего солнечного цикла.
Астрономы знали с 1775 года, что солнечная активность циклически повышается и падает, но в последнее время Солнце было более активным, чем ожидалось, с появлением солнечных пятен почти в два раза больше, чем предсказывало Национальное управление океанических и атмосферных исследований .
Ученые ожидают, что солнечная активность будет неуклонно расти в течение следующих нескольких лет, достигнув общего максимума в 2025 году, а затем снова снизится.
Крупнейшей солнечной бурей в новейшей истории было Кэррингтонское событие 1859 года, высвободившее примерно столько же энергии, сколько 10 миллиардов атомных бомб мощностью в 1 мегатонну. Врезавшись в Землю, мощный поток солнечных частиц поджарил телеграфные системы по всему миру и заставил полярные сияния ярче, чем свет полной луны, появиться на юге, вплоть до Карибского моря. Он также выпустил миллиардный шлейф газа и вызвал отключение электричества во всей канадской провинции Квебек, сообщило НАСА . Ученые предупреждают, что если бы подобное событие произошло сегодня, оно нанесло бы ущерб на триллионы долларов и вызвало бы массовые отключения электроэнергии, как в 19-м году.Солнечная буря 89 года, выпустившая миллиардный шлейф газа и вызвавшая отключение электроэнергии во всей канадской провинции Квебек, сообщило НАСА .