Солнце может быть способно на супервспышку, которая уничтожит инфраструктуру
Солнце даёт Земле жизнь. Но оно же — источник крайне жестоких процессов. Солнечные бури могут выводить из строя технику, когда направлены на нашу планету. И всё же по сравнению с другими звёздами своего размера, температуры и переменчивости наше Солнце на удивление тихое.
Исследования показали, что звёзды, похожие на Солнце, производят «супервспышки» — экстремальные солнечные вспышки мощнее триллионов водородных бомб — примерно раз в столетие. Исходя из этого и других свидетельств, логично предположить, что Солнце тоже должно быть на это способно. Однако учёные никогда не наблюдали такой вспышки. Они находили следы интенсивных атак высокоэнергетических солнечных частиц, происходивших на протяжении истории Земли, — например, всплески концентраций радиоактивных изотопов в стволах деревьев, ледяных кернах и даже метеоритах. Но неясно, были ли эти выбросы частиц следствием супервспышек.
Способно ли Солнце на такие огромные взрывы — вопрос критической важности. Направленная на Землю супервспышка могла бы обрушить целые энергосистемы, уничтожить спутники, вызвать глобальные радиоперебои и привести к каскадным отказам инфраструктуры с ущербом в триллионы долларов.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society A, учёные применили другой подход к ответу на этот вопрос. Они нашли новые свидетельства того, что наше Солнце однажды может произвести супервспышку.
Исследователи под руководством Натали Кривовой из Института исследования Солнечной системы Макса Планка проанализировали данные Обсерватории солнечной динамики NASA, чтобы оценить максимальную силу солнечной вспышки.
Они изучили наблюдения, собранные с 2010 по 2016 год, и выявили 300 сильнейших вспышек, произошедших за этот период. Затем команда сопоставила количество энергии, высвобожденной каждой вспышкой, с размером активной области, из которой она исходила. Активные области — это участки на поверхности Солнца, связанные с солнечными пятнами, где магнитное поле особенно сильное и структурно сложное. Когда оно запутывается, то разрывается, как резиновая лента, высвобождая всплеск энергии, известный как солнечная вспышка.
«Конечно, мы знали, что в период наблюдений супервспышек не происходило, — объяснила Кривова. — Но статистическая связь, которую мы нашли между высвобожденной энергией и размером активной области, должна сохраняться и для более мощных событий».
Установив эту связь, Кривова и её коллеги проанализировали крупнейшие солнечные пятна, когда-либо зафиксированные на поверхности Солнца. Основываясь на их размере, исследователи вывели размер связанных с ними активных областей, а затем — максимальную силу солнечной вспышки, которая могла бы из них исходить.
Анализ показал, что крупнейшие исторические группы солнечных пятен теоретически были способны производить супервспышки. Правда, исследователи подчёркивают: их работа не рассматривала вероятность или ожидаемую частоту таких событий.
«У нашего Солнца есть потенциал супервспышки, — сказала Кривова. — Оно может производить массивные солнечные пятна, которые в принципе могут служить отправной точкой для самых экстремальных всплесков радиации».
Если Солнце способно на супервспышки, следующий очевидный вопрос: почему мы не наблюдали ни одной? Человечество изучает Солнце лишь крошечную долю его жизни. Хотя предыдущие исследования предполагают, что звёзды, похожие на Солнце, производят супервспышку примерно раз в 100 лет, это статистическое среднее по тысячам звёзд, а не фиксированное расписание. Солнце могло производить супервспышки раньше, но настолько давно, что любые свидетельства либо исчезли, либо не могут быть однозначно связаны с супервспышкой.
Мощные солнечные вспышки происходили на протяжении всей записанной истории. Крупнейшая из когда-либо задокументированных современными приборами произошла с конца октября по начало ноября 2003 года. Хотя эти вспышки были чрезвычайно энергичными, они не дотянули до статуса супервспышки.
Тем не менее вызванные ими солнечные бури затронули более половины всех космических аппаратов на орбите Земли, заставили несколько дальних миссий перейти в безопасный режим или отключиться и вынудили астронавтов на Международной космической станции укрываться от радиации. На Земле бури нарушили радиосвязь и системы GPS.
Такие события — и физическая возможность супервспышек — подчёркивают необходимость укреплять инфраструктуру против угрозы экстремальных солнечных бурь. В нашу эпоху зависимости от технологий понимание изменчивости Солнца никогда не было более важным.
