Солнечный удар по биосфере: Рекордный скачок радиации и скрытая угроза авиации

Уровень радиации в атмосфере Земли поднялся до самого высокого показателя почти за два десятилетия в ноябре, после того как редкая солнечная супер-вспышка обрушила на планету поток высокоскоростных частиц от Солнца. Солнечная вспышка, чрезвычайно яркая вспышка света, произошла из пятна AR4274 11 ноября. Классифицированная как мощная вспышка X5.1, она последовала за серией более слабых вспышек и выбросов корональной массы, которые подарили наблюдателям захватывающие полярные сияния вплоть до Флориды.

Помимо того, что это была самая интенсивная солнечная вспышка 2025 года на сегодняшний день, вспышка класса X также выбросила поток высокоскоростных протонов и других энергичных частиц в направлении нашей планеты — явление, которым сопровождается лишь малая часть вспышек. В этом году около 20 вспышек класса X достигли Земли, но только событие 11 ноября сопровождалось таким протонным потоком. В тот день, когда наземные мониторы начали показывать повышенный уровень радиации, исследователи запустили несколько стратосферных аэростатов с датчиками, чтобы отследить, как меняется радиационный фон в атмосфере.

Они обнаружили, что на высотах, где летает большинство коммерческих самолётов — около 12 километров — радиация кратковременно поднялась до уровней, в десять раз превышающих обычный фон, связанный с космическими лучами. Если бы беременная женщина подверглась воздействию такого уровня радиации более 12 часов, это превысило бы лимит, официально считающийся безопасным для плода. К счастью, в данном случае самое худшее закончилось примерно через два часа, как сообщил Бенджамин Клуэр, исследователь космической погоды из Университета Суррея в Великобритании. «Обычно эти события достигают пика прямо в начале, и он может длиться всего около получаса, — сказал Клуэр Space.com. — В данном случае событие официально длилось 15 часов, но значительными были только первые два часа».

Выбросы корональной массы также извергают в межпланетное пространство облака энергичных частиц. Эти частицы, содержащиеся в облаках намагниченной плазмы, достигают планеты за несколько дней. Однако протоны, выброшенные солнечной вспышкой, движутся почти со скоростью света и прибывают в течение минут, пояснил Клуэр.

Когда эти энергичные протоны сталкиваются с верхними слоями атмосферы Земли, они взаимодействуют с молекулами воздуха, вызывая ливни вторичных, менее энергичных частиц, включая нейтроны, мюоны и электроны. Такие частицы постоянно просачиваются на поверхность Земли в результате бомбардировки планеты космическими лучами из самых отдалённых частей галактики. Но когда обрушивается поток солнечных протонов, уровни радиации на поверхности и вокруг планеты внезапно взлетают. Это явление называется событием на уровне земли (GLE, Ground Level Event) и встречается довольно редко. Фактически, с начала измерений в 1940-х годах было зарегистрировано лишь 77 таких событий, согласно данным Клуэра.

Учёные не понимают, почему одни солнечные вспышки вызывают GLE, а другие — нет, и поэтому не могут предсказать, когда произойдёт скачок радиации. «Мы не так хорошо понимаем физику того, почему одни солнечные вспышки выбрасывают эти очень быстрые частицы, а другие — нет», — сказал Клуэр, чья команда провела измерения, показавшие интенсивность события.

Тем не менее, GLE 11 ноября было лишь слабым примером того, на что способно Солнце. Самое интенсивное из когда-либо зарегистрированных GLE произошло в 1956 году и было в шестьдесят раз мощнее. Возможны и ещё более сильные события, в тысячи раз интенсивнее ноябрьского, о чём свидетельствуют исследования радиоизотопов в годичных кольцах деревьев.

События на уровне земли не только потенциально опасны для здоровья человека (помимо риска для нерождённых детей, облучение повышает риск рака у всех людей), но также могут нанести ущерб авиационной электронике.

Всего за две недели до GLE 11 ноября самолёт JetBlue Airbus, летевший над Флоридой, испытал внезапную потерю высоты, что позже было связано с возможными сбоями бортовой электроники, вызванными высокоэнергетическими частицами из космоса. Исследователи опасаются, что полномасштабное GLE может вызвать массовые сбои в авиационной электронике, увеличивая риск опасных ситуаций на сотнях, а возможно, и тысячах самолётов. В инциденте с JetBlue несколько пассажиров получили травмы, потребовавшие медицинской помощи.

«В кабине пилотов могут одновременно сработать разные сигналы тревоги, — сказал Клуэр. — Возможно, им придётся выключать и перезагружать различное оборудование. В худшем случае им, возможно, придётся лететь вручную».

Исследователи выступают за оснащение всех самолётов радиационными мониторами, которые помогут пилотам понимать происходящее. Во время серьёзных радиационных событий также, вероятно, будут нарушены радиосвязи с наземными службами, что не позволит пилотам узнать причину проблем. Поскольку GLE возникают внезапно и их невозможно предсказать, многие самолёты могут оказаться в зоне таких событий прямо в полёте.

«Если вы в воздухе и ещё можете связаться с авиадиспетчерами, вы могли бы снизиться до меньшей высоты или изменить широту, — сказал Клуэр. — Но высока вероятность, что пилоты не смогут вести переговоры по радио и будут вынуждены применять все прочие меры по смягчению последствий поверх этого».

Это событие высвечивает растущую уязвимость нашей технологически зависимой цивилизации перед капризами космической погоды. Пока угроза носит эпизодический характер, но в период приближающегося солнечного максимума (пика 11-летнего цикла активности Солнца) частота и мощность подобных явлений будут возрастать. Помимо авиации, повышенная радиация представляет риск для космонавтов на МКС, спутников на низких орбитах и даже для наземных энергосистем в высоких широтах во время сопутствующих геомагнитных бурь.

Ответом на этот вызов должна стать не паника, а систематизация знаний и укрепление защитных механизмов. Необходимо ускорить разработку более совершенных моделей прогнозирования выбросов солнечных протонов, расширить глобальную сеть мониторинга радиации в реальном времени (включая коммерческие авиалайнеры) и разработать чёткие протоколы действий для авиационных служб на случай внезапных GLE. Инженерные решения, такие как экранирование критически важной авионики и создание радиационно-стойкой электроники, также переходят из разряда теоретических в категорию насущных задач.

Событие 11 ноября — это своевременное напоминание. Солнце, дарующее жизнь, одновременно является источником потенциального риска. Наша способность минимизировать этот риск будет зависеть от того, насколько серьёзно мы отнесёмся к предупреждению, которое оно только что послало.