Наше Солнце - не самое спокойное место. Оно бурлит от конвекции; его магнитное поле меняется, находит связь и снова меняется. Это приводит к выбросам энергии в виде мощных вспышек и плазмы в виде корональных выбросов массы.
Большая часть этой активности не имеет достаточной силы, чтобы причинить нам вред.… но время от времени на Солнце происходят вспышки, достаточно мощные, чтобы нанести серьезный ущерб. И мы не знаем, как часто происходят такие события. Предыдущие оценки варьировались от одного раза в столетие до одного раза в тысячелетие.
Итак, друзья, у нас проблема. Новый анализ частоты извержений 56 400 солнцеподобных звезд показал, что частота сверхвспышек на Солнце находится на самом низком уровне этой шкалы - один раз в 100 лет. Если это так, то у нас могут быть проблемы, поскольку даже печально известное событие в Кэррингтоне, произошедшее в сентябре 1859 года, было лишь на 1 процент мощнее сверхвспышки.
"Мы были очень удивлены, - говорит астроном Валерий Васильев из Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка в Германии, - что солнцеподобные звезды подвержены таким частым сверхвспышкам".
Подсчитать, как часто Солнце испускает гигантские выбросы радиации, непросто. Мы не можем точно нажать кнопку перемотки для повторов. Есть данные о солнечной активности в кольцах деревьев, которые дают нам некоторое представление о том, что сильнейшие штормы, вызванные Солнцем, приводят к резкому увеличению содержания углерода–14 и азота в полярных льдах, но они могут не дать нам полной картины.
Наблюдая за звездами, подобными нашему Солнцу – желтыми карликами типа G - и надеясь застать некоторые из них во время вспышки, исследователи могли бы оценить частоту крупномасштабных событий. Есть только одна проблема: мы не всегда можем легко измерить скорость вращения этих звезд, и поскольку вращение может быть связано со вспышечной активностью, информация, которую мы получаем от них, является неполной.
Васильев и его коллеги приступили к поиску звезд, имея в виду два наблюдения. Солнцеподобные звезды с измеримым вращением, как правило, более активны, чем Солнце. А у звезд, наиболее похожих на Солнце, периоды вращения трудно измерить.
Они решили использовать эти два факта, чтобы получить доступ к большой выборке солнцеподобных звезд, включив в нее звезды с неизвестной скоростью вращения, но с другими характеристиками, максимально похожими на Солнечные, а именно яркостью и температурой.
Они также исключили солнцеподобные звезды с периодами обращения менее 20 дней (период обращения Солнца составляет 25 дней). Это объясняется тем, что вращение звезд постепенно замедляется по мере старения Солнца, поэтому молодые звезды вращаются быстрее. А молодые звезды более активны, чем старые звезды того же типа.
Им удалось получить выборку из 56 450 солнцеподобных звезд и наблюдать 2889 сверхвспышек на 2527 из них. Это соответствует частоте сверхвспышек, которая происходит примерно раз в 100 лет.
Так что же происходит с Солнцем? Что ж, мы до сих пор не знаем. Мы знаем, что оно может вызвать грандиозные вспышки гнева. Событие в Каррингтоне включало в себя как солнечную вспышку, так и выброс корональной массы, вызвавший мощную бурю в магнитном поле Земли; именно выброс корональной массы нанес наибольший ущерб.
Это связано с тем, что выбросы корональной массы могут генерировать токи, которые затем распространяются по земле и создают помехи для инфраструктуры и перегружают ее. Событие в Кэррингтоне привело к отключению телеграфных систем по всему миру, а в некоторых перегруженных сетях возникли пожары. Кроме того, в 1989 году произошла сильная геомагнитная буря, которая затронула несколько электросетей и привела к отключениям электроэнергии.
За последние 15 000 лет ученые обнаружили в годичных кольцах деревьев девять геомагнитных бурь, более мощных, чем событие Кэррингтона, известных как события Мияке. Самое последнее из обнаруженных нами событий относится к 774 году нашей эры. События Мияке, по оценкам, происходят примерно каждые 1000 лет. Но выброс корональной массы сопровождается не каждой вспышкой на Солнце.
"Неясно, всегда ли гигантские вспышки сопровождаются выбросами корональной массы и какова связь между сверхвспышками и выбросами экстремальных частиц на Солнце", - объясняет астрофизик Илья Усоскин из Университета Оулу в Финляндии. "Это требует дальнейшего изучения".
Солнечные вспышки не лишены своих последствий; они могут временно нарушать высокочастотную радиосвязь, изменяя плотность ионосферы, через которую преломляются радиоволны. Однако, учитывая, что крупнейшие геомагнитные бури за всю историю наблюдений включали в себя как солнечную вспышку, так и выброс корональной массы, разумно опасаться возможной сверхвспышечной активности на Солнце.
Поскольку наиболее эффективной защитой от гигантской геомагнитной бури является точное прогнозирование, исследования показывают, что нам необходимо лучше понимать, как работает наше Солнце.
"Новые данные являются ярким напоминанием о том, что даже самые экстремальные солнечные явления являются частью естественного репертуара Солнца", - говорит астрофизик Натали Кривова из Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка.
