Облако плазмы с Солнца накрыло Землю. Как это скажется на людях и планете?
Облако плазмы, выброшенное с Солнца, неопасно для людей. Однако это явление все-таки может повлиять на происходящее на планете. Об этом «360» рассказал главный научный сотрудник лаборатории «Рентгеновская астрономия Солнца» ФИАН Сергей Богачев.
Несмотря на такие грозные слова, как „вспышка“, „облако плазмы“, надо понимать, что речь идет о физическом явлении. Это явление известно науке. Оно регулярно происходит с какой-то периодичностью. Действительно, три года Солнце было в спокойном состоянии и такого рода феноменов не было. Вот это такое первое событие. Оно является предвестником некоего роста активности Солнца, который ученые тоже ожидали и который, видимо, в ближайшие два-три года пройдет
Ученый также объяснил, что такое облако плазмы.
«Это солнечное вещество. В некоторым смысле тот газ, который три дня светил на солнце, неожиданно для нас оказался около нашей планеты», — сказал он.
Собеседник «360» подчеркнул, что никакой опасности для человечества это явление не несет. Ведь люди живут на Земле «под защитой атмосферы, магнитного поля», поэтому «прямо сюда к нам эта плазма не проникнет».
Тем не менее облако плазмы может повлиять на работу космических аппаратов, нагрузки на них увеличатся. Возможны перебои в связи.
«Кроме того, какие-то отголоски до Земли доходят. Так называемые магнитные бури, полярные сияния. Вероятность этих событий повышена в ближайшие сутки», — заключил эксперт.
Предположительно, уже через день облако пройдет мимо Земли.
Вспышка на Солнце произошла вечером 7 декабря. Тогда звезда выбросила облако плазмы, которое спустя три дня достигло Земли.
Источник
500 км в секунду — к Земле несется сгусток раскаленной плазмы
Он способен сжечь на планете все живое и раскачать ее магнитосферу
Ученые из Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца бьют тревогу: на нашем светиле происходит чудовищный выброс в космическое пространство раскаленной плазмы, который не минует и Землю. По прогнозам ученых, пик гигантского всплеска горячего ионизированного газа должен прийтись на 31 июля. Но астронавты считают, что мощные вспышки на Солнце происходят уже сейчас. А это значит, что к Земле на огромной, просто космической скорости (500 километров в секунду!) несется сгусток раскаленной плазмы.
Ученые уже назвали грядущую пятницу самым опасным днем во второй половине 2020 года — особенно для метеозависимых людей. И не только для них. Таких вспышек на нашем светиле не наблюдалось уже давно. И они действительно смертельно опасны для всего живого на Земле. Достаточно сказать, что мощная вспышка раскаленной плазмы способна сжечь все на нашей планете, как напалмом: людей, флору и фауну, включая мириады насекомых, а также обитателей мирового океана.
Единственное, что спасает обитателей Земли от такой печальной участи — это ее мощное магнитное поле, накрывающее планету словно огромным куполом, который и не дает этой плазме достигнуть ее поверхности. Хотя этот циклопической силы солнечный ветер сильно возмущает и раскачивает эту самую магнитосферу. В результате, происходят сильнейшие магнитные бури, способные влиять на самочувствие и здоровье людей, приводя порой к плачевным последствиям, а иногда и летальным исходам.
Вообще, солнечный ветер — это разновидность так называемого космического или звездного ветра, который даже в спокойной обстановке геокосмического возмущения способен влиять на поверхность атмосферы земли, например, с силой до 90 тонн. А это довольно много. Ученые даже давно уже бьются над созданием специального фотонного двигателя — гипотетически это ракетный двигатель будущего, источником энергии которого может вполне реально служить любой космический объект, излучающий световой поток, то есть фотоны. Они-то, фотоны, и являются источником многочисленных импульсов, за счет которых этот самый двигатель и получает движительную силу — например, реактивной тяги, если он сам ее излучает.
Но если фотоны в виде ионизированного газа способны воздействовать на любое тело с силой, равной десяткам, а то и сотням тонн, то они создают такие магнитные бури, которые, кроме смертельного воздействия на все живое могут выводить из строя абсолютно всю технику, не незащищенную магнитосферой Земли. А это могут быть космические корабли, станции, самые разнообразные спутники и вообще аппаратура, присутствующая на околоземном пространстве.
Что же может твориться в исключительных случаях, когда к Земле, как в нашем случае, устремляется чудовищный сгусток раскаленной плазмы? В этом случае такой силы воздействия называются уже геомагнитными бурями — это возмущение геомагнитного поля длительностью от нескольких часов до нескольких суток.
Например, мощнейшие за последние годы геомагнитные бури при сильной солнечной активности случались несколько лет назад. Тогда метеозависимым людям пришлось ой как непросто. Что же тогда было?
«Происходит это явление на расстоянии в 150 миллионов километров от нас, — поясняет директор астрономической обсерватории Иркутского Государственного Университета Сергей Язев. — Там, где есть солнечные пятна, могут возникать солнечные вспышки — это мощные взрывы на поверхности солнца, из которых могут выбрасываться заряженные частицы, летящие во все стороны. И если облако таких частиц попадает на землю, возникает магнитная буря».
В новейшей истории было немало случаев, когда мощные магнитные бури приводили к поломке на Земле целых систем по обеспечению гигантских регионов электроэнергией. Такое, например, случалось в США, когда по нескольку штатов одновременно оставались без света и систем жизнеобеспечения. Это происходит подчас из-за влияния геомагнитных бурь на объекты техносферы и, в первую очередь, на те самые электросети. В этом случае причиной подобных катаклизмов являются, говоря научным языком, геомагнитно-индуцированные токи, которые генерируются в электросетях переменными магнитными полями как раз во время возникновения геомагнитных бурь.
Ну, и, конечно же, если аппаратура и целые системы выходят из строя, что же тогда творится с людьми. «Недомогание может возникнуть у людей с повышенной чувствительностью к изменению погоды, — разъясняет доцент кафедры неврологии и нейрохирургии ИГМАПО, доктор медицинских наук Сергей Лаврик. — Кстати, мы проводили специальные исследования и во время изменения геомагнитного фона увидели, что у пациента ухудшается состояние. Так что магнитная буря действительно может влиять на таких людей. Что делать в таком случае? Если плохо себя чувствуете, уменьшите активность и перенесите важные дела на другой день».
А некоторые россияне даже делятся с соотечественниками своими историями по влиянию на свое самочувствие геомангитных бурь. И один из основных пожеланий — здоровый образ жизни. «Я с детства мучаюсь: с перехода на антициклон — головные боли, на циклон — сонливость. Артериальное давление всегда в норме, сердечно-сосудистых заболеваний нет, занимаюсь фитнесом без больших нагрузок, здоровый образ жизни — не к чему придраться, — делится самочувствием пользователь Fouria2005. — И как барометр… А сейчас погода совсем с ума сходит — постоянные перепады — и я вместе с ней…». Словом, берегите себя и следите за погодой и, конечно же, за солнцем.
Источник
Ученые раскрывают загадки плазмы в солнечной атмосфере
Ученые из Ирландии и Франции объявили о новом значительном открытии о том, как материя ведет себя в экстремальных условиях солнечной атмосферы.
Ученые использовали радиотелескопы и ультрафиолетовые камеры на космическом аппарате НАСА, чтобы лучше понять экзотическое, но плохо понимаемое «четвертое состояние вещества». Это состояние, известное как плазма, может стать ключом к созданию безопасных, чистых и эффективных генераторов ядерной энергии на Земле. Ученые опубликовали свои выводы в ведущем международном журнале Nature Communications.
Большая часть вещества, с которым мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни, имеет форму твердого тела, жидкости или газа, но большая часть Вселенной состоит из плазмы — крайне нестабильной и электрически заряженной формой материи. Солнце также состоит из этой плазмы.
Несмотря на то, что плазма является самой распространенной формой материи во Вселенной, она остается загадкой, в основном из-за ее нехватки в естественных условиях на Земле, что затрудняет ее изучение. Специальные лаборатории на Земле воссоздают экстремальные условия космоса для этой цели, но Солнце представляет собой полностью естественную лабораторию для изучения поведения плазмы в условиях, которые часто слишком экстремальны для созданных вручную наземных лабораторий.
Эоин Карли из Дублинского Института перспективных исследований (DIAS) возглавил международное сотрудничество. Он сказал: «Солнечная атмосфера — это очаг экстремальной активности, с температурой плазмы более 1 миллиона градусов Цельсия и частицами, которые перемещаются близко к скорости света. Частицы со скоростью света ярко светятся на радиоволнах, поэтому мы можем точно контролировать поведение плазмы с помощью больших радиотелескопов.»
«Мы тесно сотрудничали с учеными Парижской обсерватории и проводили наблюдения Солнца с помощью большого радиотелескопа, расположенного в центральной Франции. Мы объединили радиоисследования с ультрафиолетовыми камерами на космическом аппарате SDO НАСА (Solar Dynamics Observatory) чтобы показать, что плазма на Cолнце часто может иcпускать радиоизлучение, которое пульсирует как маяк. Мы знаем об этой активности на протяжении десятилетий, но наше использование космического и наземного оборудования позволило нам впервые получить изображение радиоимпульсов и увидеть, как именно плазма становится нестабильной в солнечной атмосфере».
Изучение поведения плазмы на Солнце позволяет сравнить ее поведение на Земле, где в настоящее время предпринимаются большие усилия для создания термоядерных реакторов. Это генераторы ядерной энергии, которые намного безопаснее, чище и эффективнее, чем их собратья — реакторы деления, которые мы сегодня используем для производства энергии.
Ядерный синтез — это другой тип генерирования ядерной энергии, который объединяет атомы плазмы, в отличие от их разделения, как на атомных станциях. Процесс синтеза более стабилен и безопасен, и он не требует высокорадиоактивного топлива; фактически большая часть отходов, полученных в результате термоядерного синтеза, представляет собой инертный гелий.
«Единственная проблема заключается в том, что термоядерная плазма очень нестабильна. Как только плазма начинает генерировать энергию, некоторые естественные процессы отключают реакцию. Хотя такое поведение отключения похоже на врожденный защитный выключатель — термоядерные реакторы не могут образовывать побочные реакции — это также означает, что плазму трудно поддерживать в стабильном состоянии для выработки энергии. Изучая, как плазма становится нестабильной на Солнце, мы можем узнать о том, как управлять ей на Земле» — говорят исследователи.
Источник
Четвертое состояние вещества
Физическое состояние вещества зависит от сочетаний температуры и давления. В зависимости от этих параметров вещество может принимать разные агрегатные состояния, такие как твердое тело, жидкость или газ. Однако существуют и другие фундаментальные состояния вещества. Одно из них — плазма, которая может возникать при определенных условиях. Термин «плазма» впервые был применен к ионизированному газу в 1929 году Ирвингом Лэнгмюром, американским химиком и физиком.
Агрегатное состояние вещества можно рассматривать как состояние элементарных частиц, составляющих вещество, и прочность связей между ними. Например, в (кристаллическом) твердом теле существуют сильные межмолекулярные связи, удерживающие атомы вместе в решетчатом образовании, придающие ему веществу определенный объем и форму. В жидкости эти силы так слабы, что вещество больше не имеет определенной формы, а в газе они уже настолько незначительны, что атомы или молекулы могут двигаться независимо друг от друга, но они все еще остаются атомами и молекулами. Плазма — это состояние вещества, которое имеет достаточно энергии для отделения электронов от ядра атома.
Атомы содержат одинаковое количество как положительно, так и отрицательно заряженных частиц. Из-за того, что протоны в ядре окружены равным количеством отрицательно заряженных электронов, каждый атом электрически нейтрален.
Плазма образуется, когда под воздействием тепловой или другой энергии ряд атомов высвобождают свои электроны. В результате атомы становятся положительно заряженными (ионами), а высвобожденные электроны могут свободно перемещаться. Когда достаточное количество атомов ионизируется, чтобы существенно повлиять на электрические характеристики газа, он становится плазмой. Проще говоря, плазма — это горячий ионизированный газ, состоящий примерно из одинакового количества положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов.
Свойства плазмы
Характеристики плазмы значительно отличаются от характеристик обычных нейтральных газов, поэтому плазма считается особым «четвертым состоянием вещества».
Наиболее важный эффект ионизации заключается в том, что плазма приобретает некоторые электрические свойства, которых неионизированный газ не имеет:
1) появляется электропроводность. Для того чтобы вещество обладало электропроводностью, в нем должны быть свободные заряженные частицы. В металлах эти свободные частицы распределяются между атомами, а электрический ток проявляется в форме направленного движения электронов, переходящих от одного атома к другому. Вещество в состоянии плазмы само по себе состоит из свободных заряженных частиц;
2) плазма реагирует на электрические и магнитные поля. Например, поскольку плазма состоит из электрически заряженных частиц, на нее сильно влияют электрические и магнитные поля, а нейтральные газы — нет. Примером такого влияния является захват энергичных заряженных частиц вдоль линий геомагнитного поля с образованием радиационных поясов Ван Аллена.
Помимо внешних электромагнитных полей, таких как магнитное поле Земли или межпланетное магнитное поле, на плазму воздействуют электрические и магнитные поля, создаваемые в самой плазме посредством локальных концентраций заряда и электрических токов, появляющихся в результате движения ионов и электронов. Силы, оказываемые этими полями на заряженные частицы, из которых состоит плазма, действуют на большие расстояния и придают поведению частиц целостное коллективное качество, которое нейтральные газы не проявляют;
3) несмотря на существование локализованных концентраций заряда и электрических потенциалов, плазма электрически «квазинейтральна», потому что в совокупности содержит примерно равное количество положительно и отрицательно заряженных частиц, распределенных так, что их заряды аннулируются.
Где в природе можно увидеть плазму?
Самый большой сгусток плазмы, который мы постоянно наблюдаем — это Солнце. Огромное количество тепла, выделяемое звездой, отрывает электроны от атомов водорода и гелия, из которых состоит Солнце. Фактически оно, как и другие звезды, представляет собой большой плазменный шар. Увидеть потоки и вспышки солнечной плазмы в высоком разрешении можно в красивейшем видео NASA «Термоядерное искусство» в конце статьи.
По оценкам, 99% вещества в наблюдаемой вселенной находится в плазменном состоянии, отсюда и выражение «плазменная вселенная». (Фраза «наблюдаемая вселенная» является важной характеристикой: считается, что примерно 90% массы вселенной содержится в «темной материи», состав и состояние которой неизвестны.) Звезды, звездные и внегалактические струи, и межзвездная среда является примером астрофизической плазмы. В нашей солнечной системе Солнце, межпланетная среда, магнитосферы и / или ионосферы Земли и других планет, а также ионосферы комет и некоторых планетных лун состоят из плазмы.
Огонь — это самая настоящая плазма. Хотя температура пламени, при горении различных веществ на Земле намного ниже, чем температура на Солнце, и оно гораздо менее ионизировано, но пламя огня проявляет все основные свойства плазмы. Даже небольшие и относительно холодные виды пламени, такие как пламя свечи, сильно реагируют на электрические поля и даже обладают значительной электропроводностью (большей, чем у воздуха, но меньшей, чем у железа).
Еще в природе плазменным состоянием вещества можно охарактеризовать молнии и искры разрядов статического электричества.
Где и как используется плазма?
Плазма широко используется в газоразрядных лампах для создания искусственного освещения, кроме того, во многих световых рекламных вывесках используется аргоновая или неоновая плазма.
Плазма также используется в сварке и резке металлов, а все газовые лазеры (на диоксиде углерода, гелий-неоновый, криптоновый, и другие) в действительности плазменные: в этих лазерах газовые смеси ионизованы электрическим разрядом.
Потенциально, одно из наиболее важных применений плазмы — это источник энергии ядерного синтеза.
Высокотемпературные плазмы настолько горячие, что внутри них могут происходить ядерные реакции. В этих условиях определенные типы атомов с легкими ядрами, такие как изотопы водорода, могут быть объединены в более тяжелые ядра. При этом выделяется большое количество энергии, которую можно было бы использовать для выработки электричества. Проблема в том, что получить настолько горячую и долговечную плазму очень трудно, но прогресс, уже достигнутый учеными, впечатляет.
Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Источник