Прежде всего, так как линии поля и газ взаимосвязаны, когда линии спутываются и уплотняются, движение газа затрудняется. Это как если бы на него набросили гигантскую сеть, не дающую ему двигаться свободно. Более горячий газ, поднимающийся из глубин, не может достичь поверхности, и области, в которых линии особенно плотные, начинают остывать. Поскольку яркость Солнца зависит от его температуры, более холодный участок становится тусклее, образуя темную область на Солнце, которая называется солнечным пятном. Так как по своей сути солнечные пятна — явление магнитное (на самом деле это поперечное сечение линий магнитного поля в том месте, где они пересекают поверхность Солнца), они всегда появляются парами с разной полярностью: одно как северный полюс магнита, а второе — южный полюс.
Солнечные пятна могут быть маленькими, еле заметными в телескопы на Земле, а могут быть гигантскими, гораздо больше размеров Земли, при этом некоторые из них настолько большие, что их можно видеть невооруженным глазом, когда Солнце находится у горизонта[9].
Собственно, именно наблюдения за солнечными пятнами дали астрономам первый ключ к пониманию магнитного поля Солнца. Генрих Швабе наблюдал за Солнцем в начале XIX в., десятилетиями, день за днем подсчитывая количество солнечных пятен. Он обнаружил, что оно увеличивается и уменьшается с периодичностью примерно 11 лет — сегодня мы называем этот период циклом солнечной активности. На максимуме на Солнце может быть свыше сотни пятен, но на минимуме это число уменьшается практически до нуля.
В 1859 г. Швабе решил опубликовать свои результаты, и очень скоро выяснилось, что периоды пикового количества солнечных пятен совпадали с периодами пиковой геомагнитной активности на Земле, указывая на связь между солнечными пятнами и магнетизмом. В 1908 г. астроном Джордж Эллери Хейл выяснил, что магнитные поля на солнечных пятнах могут быть в тысячи раз сильнее земного, что свидетельствовало о значительных запасах энергии в тех областях.
И мы возвращаемся к равновесию. Когда магнитные силовые линии спутываются, между давлением, нарастающим за счет накопленной в них магнитной энергии, и напряжением, существующим в силовых линиях, устанавливается равновесие. Магнитные силовые линии можно представить в виде витых стальных пружин, сваленных в кучу и спутанных между собой. Пружины сжаты и стремятся распрямиться, но не могут этого сделать, потому что переплетены друг с другом. Теперь продолжим сжимать их и добавлять новые и новые пружины. При этом накапливается очень впечатляющая энергия.
Что произойдет, если взять болторез и перекусить одну из пружин?
Правильно. Лучше отойти в сторону.
То же самое происходит и в солнечном пятне — на самом деле физические процессы тут практически такие же, как и в клубке витых пружин, с аналогичными напряжением и давлением. По мере того как силовые линии все больше переплетаются и к ним добавляются новые, давление нарастает. Иногда давление сбрасывается в начале этого процесса, и тогда практически ничего не происходит. Но в других случаях оно накапливается и накапливается…
Сейчас что-то не выдержит.
В конце концов что-то действительно не выдерживает. Силовые линии вырываются из Солнца высокими, грациозными петлями, при этом один их конец является северным магнитным полюсом, а второй — южным. Если газовый поток внезапно меняет характер движения, концы линий могут сойтись или переплестись. Давление в витках нарастает, но напряжение не может компенсировать его. Линия обрывается.
В силовой линии накапливается очень большая энергия (как и в пружине). Когда она обрывается — гелиофизики называют это магнитным пересоединением, — энергия высвобождается. Огромная энергия. Титанический взрыв, но в целом он ограничен одной областью, генерируя то, что называется вспышкой.
Вспышка — знак опасности
По совпадению, первую вспышку на Солнце увидели в 1859 г. — в том же году Генрих Швабе опубликовал свое открытие цикла солнечной активности.
9
Когда Солнце находится у горизонта, свет от него проходит сквозь более толстый слой воздуха, чем когда Солнце находится у нас над головой, и становится гораздо менее ярким, поэтому солнечные пятна легче увидеть. Вы, возможно, ожидаете, что сейчас я буду увещевать вас никогда не смотреть на Солнце. Однако, как ни удивительно, ни о каких случаях полной и необратимой слепоты у людей, посмотревших на Солнце, никогда не сообщалось. Вы можете повредить глаза, глядя на Солнце, — например, пользуясь дешевыми солнечными очками, задерживающими видимое, но не ультрафиолетовое излучение, или если будете смотреть на Солнце, закапав в глаза расширяющие зрачки средства, — но это довольно сложно, и в целом, глаза быстро заживают. Я не рекомендую это делать, потому что повреждения возможны, но маловероятны, и определенно не стоят тех истерик, которые они порождают. Сказав это, я должен подчеркнуть, что смотреть на Солнце в бинокль или телескоп, на самом деле, чрезвычайно опасно, так как они собирают солнечный свет. Единственный, стопроцентно безопасный способ смотреть на солнце через оптический прибор, не рискуя довести жидкость в глазе до закипания, — это проецировать изображение Солнца на лист бумаги. Есть и другие, более дорогие методы, но этот самый простой. И нет ничего более дорогостоящего, чем потерянный глаз.