Наше Сонце не є мирним місцем. Воно кипить через конвекцію; його магнітне поле ламається, знаходить з’єднання, знову ламається. Воно викидає енергію у вигляді сильних спалахів і плазми у вигляді корональних масових викидів.
Більшість цієї активності недостатньо потужна, щоб завдати шкоди нам, але інколи Сонце вибухає спалахом, достатньо сильним, щоб завдати серйозної шкоди. І ми не знаємо, як часто відбуваються такі події. Попередні оцінки варіюються від одного разу на століття до одного разу на тисячу років.
Ось і проблема: новий аналіз частоти вивержень 56 400 зірок, подібних до Сонця, оцінив, що частота суперспалахів Сонця знаходиться на низькому кінці цієї шкали – один раз на 100 років. Якщо це так, нам може загрожувати серйозна небезпека, оскільки навіть знаменитий Каррінгтонський випадок 1859 року був лише на 1% потужнішим за суперспалах.
“Ми були дуже здивовані,” каже астроном Валерій Васильєв з Інституту сонячних систем Макса Планка в Німеччині, “що зірки, подібні до Сонця, схильні до таких частих суперспалахів.”
З’ясувати, як часто Сонце викидає величезну кількість випромінювання, непросто. Ми не можемо просто натискати кнопку відтворення для перегляду. Є записи сонячної активності в річних кільцях дерев, які дають нам певне уявлення – найбільші штормові події, викликані Сонцем, створюють пік у вмісті вуглецю-14 – і азоту в полярних льодах, але цього може бути недостатньо для повного розуміння.
Вивчаючи зірки, подібні до Сонця, — жовті карлики типу G — і сподіваючись спіймати деякі з них під час спалахів, дослідники можуть оцінити частоту великих подій. Однак є одна проблема: ми не завжди можемо легко виміряти швидкість обертання цих зірок, а оскільки швидкість обертання може бути пов’язана з активністю спалахів, отримана інформація неповна.
Васильєв та його колеги вирішили скористатися двома спостереженнями. Зірки, подібні до Сонця, з вимірюваними швидкостями обертання, як правило, більш активні, ніж Сонце. І зірки, найбільш схожі на Сонце, мають періоди обертання, які важко виміряти.
Вони вирішили скористатися цими двома фактами для отримання великої вибірки зірок, подібних до Сонця, включивши зірки з невідомими швидкостями обертання, але іншими характеристиками, максимально схожими на Сонце — яскравістю та температурою.
Вони також виключили зірки типу Сонця з періодами обертання менше 20 днів (період обертання Сонця становить 25 днів). Це тому, що обертання зірок поступово сповільнюється з віком Сонця; тому молодші зірки мають швидші обертання. І молодші зірки більш активні, ніж старі зірки того ж типу.
Вони змогли отримати вибірку з 56 450 зірок, подібних до Сонця, і спостерігали 2889 суперспалахів на 2527 з них. Це еквівалентно частоті суперспалахів приблизно один раз на 100 років.
Що ж з Сонцем? Ми все ще не знаємо. Ми знаємо, що воно може викликати епічні вибухи. Каррінгтонський випадок включав як сонячний спалах, так і корональний масовий викид, що спричинив потужний шторм в магнітному полі Землі; саме корональний масовий викид спричинив найбільше пошкоджень.
Це тому, що корональні масові викиди можуть генерувати струми, які потім проходять по землі і заважають інфраструктурі, перевантажуючи її. Каррінгтонський випадок знищив телеграфні системи по всьому світу, зокрема в деяких випадках перевантажені мережі спричинили пожежі. Також був великий геомагнітний шторм у 1989 році, який вплинув на кілька енергетичних мереж і спричинив відключення електропостачання.
Вчені знайшли дев’ять геомагнітних штормів потужніших за Каррінгтонський випадок в річних кільцях дерев за останні 15 000 років, відомих як події Міяке. Найновіша з них була в 774 році нашої ери. Події Міяке, як вважається, трапляються приблизно раз на 1000 років. Але корональний масовий викид не супроводжує кожен спалах, який викидає Сонце.
“Невідомо, чи завжди великі спалахи супроводжуються корональними масовими викидами, і яка зв’язок між суперспалахами і екстремальними сонячними частинковими подіями”, пояснює астрофізик Ілля Усоцькин з Університету Оулу у Фінляндії. “Це потребує подальшого дослідження.”
Сонячні спалахи не позбавлені своїх наслідків; вони можуть тимчасово порушувати високочастотні радіозв’язки, змінюючи щільність іоносфери, через яку переломлюються радіохвилі. Однак, враховуючи, що найбільші геомагнітні штормові події в історії включали як сонячний спалах, так і корональний масовий викид, цілком зрозуміло, що потрібно хвилюватися через можливу активність суперспалахів Сонця.
Оскільки найбільш ефективний захист від величезного геомагнітного шторму — це точне прогнозування, дослідження свідчить, що нам потрібно краще зрозуміти, як працює наше Сонце.
“Нові дані є яскравим нагадуванням про те, що навіть найекстремальніші сонячні події є частиною природної програми Сонця”, каже астрофізик Наталія Кривова з Інституту сонячних систем Макса Планка.
Результати дослідження були опубліковані в журналі Science.
