90
Сонце, наша життєдайна зірка, має репутацію темпераментної людини. Лише цього року надзвичайно сильні сонячні бурі засліпили світ полярними сяйвами на несподівано низьких широтах. Але наскільки лютою може бути наша зірка?
Докази найсильніших сонячних «істерик» — суперспалахів — приховані в доісторичних стовбурах дерев і тисячолітньому льодовиковому льоду. Однак ці непрямі джерела не дозволяють нам визначити частоту таких подій. Прямі вимірювання, доступні лише з початку космічної ери, дають обмежену перспективу.
Суперспалахи сонцеподібних зірок
Нещодавнє дослідження пропонує новий підхід: вивчення зірок, схожих на наше Сонце, щоб краще зрозуміти його довгострокову поведінку. Спостерігаючи тисячі сонцеподібних зірок за допомогою космічних телескопів, міжнародна група дослідників вирішила оцінити, як часто відбуваються суперспалахи.
«Ми не можемо спостерігати за Сонцем протягом тисяч років», — пояснив доктор Самі Соланкі, директор Інституту дослідження сонячної системи Макса Планка (MPS). «Замість цього ми можемо спостерігати за поведінкою тисяч зірок, дуже схожих на Сонце, протягом коротких періодів часу. Це допомагає нам оцінити, як часто відбуваються суперспалахи».
Пошук зоряних родичів Сонця
Дослідники у співпраці з місією NASA Kepler проаналізували дані про 56 450 сонцеподібних зірок, які спостерігали з 2009 по 2013 рік. Ці спостереження охопили вражаючі 220 000 років зіркової активності.
«Загалом дані Кеплера свідчать про 220 000 років зіркової активності», — сказав доктор Олександр Шапіро з Університету Граца.
Щоб забезпечити точність, дослідники вибрали зірки, дуже схожі на Сонце за температурою поверхні та яскравістю. Вони ретельно виключили помилки, викликані космічним випромінюванням, астероїдами, що пролітають повз, або кометами, і гарантували, що спалахи надійно приписуються сонцеподібним зіркам. Цей суворий процес ідентифікував 2889 суперспалахів на 2527 зірках. У середньому кожна сонцеподібна зірка виробляла суперспалах приблизно раз на століття.
«Високопродуктивні обчислення динамо цих зірок сонячного типу легко пояснюють магнітне походження інтенсивного вивільнення енергії під час таких суперспалахів», — зазначив доктор Аллан Саша Брун з Університету Париж-Сіте.
Несподівана частота суперспалахів зірок
Висновки виявилися несподіваними. «Ми були дуже здивовані тим, що сонцеподібні зірки схильні до таких частих суперспалахів», — сказав перший автор дослідження доктор Валерій Васильєв з MPS. Попередні дослідження свідчили про набагато більші інтервали між такими подіями – від 1000 до 10 000 років. Висока точність цього дослідження прояснила невизначеності в попередніх дослідженнях, у яких часто було важко визначити джерела спалахів через сусідні зірки на зображеннях телескопа.
Екстремальні події сонячних частинок
Попередні дослідження екстремальних сонячних явищ на Землі також натякали на менш часті випадки суперспалахів. Аналізуючи радіоактивні ізотопи, як-от вуглець-14, у кільцях дерев і льодовиковому льоду, дослідники виявили п’ять екстремальних сонячних частинок, які відбувалися за останні 12 000 років. Найжорстокіший відбувся в 775 році нашої ери з середнім інтервалом у 1500 років. Однак ці дані можуть недооцінювати справжню частоту суперспалахів.
«Незрозуміло, чи завжди гігантські спалахи супроводжуються корональними викидами маси і який зв’язок між суперспалахами та екстремальними подіями сонячних частинок. Це вимагає подальшого дослідження», – зазначив доктор Ілля Усоскін з Університету Оулу. Поточне дослідження свідчить про те, що дані із земних джерел можуть пропустити багато сонячних суперспалахів.
Наслідки для космічної погоди
Хоча дослідження сонцеподібних зірок не передбачає, коли може статися наступний суперспалах, воно підкреслює необхідність бути пильними.
«Нові дані — яскраве нагадування про те, що навіть найекстремальніші сонячні явища є частиною природного репертуару Сонця», — сказала д-р Наталі Кривова з MPS. Подія Керрінгтона 1859 року, одна з найпотужніших сонячних бур в історії, спричинила масові збої телеграфу в Європі та Північній Америці. Пов’язаний із ним спалах вивільнив лише частку енергії суперспалаху. Сьогодні подібна подія поставила б під загрозу супутники та сучасну інфраструктуру, підкреслюючи важливість точного прогнозування.
Підготовка до непередбачуваної поведінки Сонця
Майбутня космічна місія ESA, Vigil, спрямована на покращення прогнозування сонячних штормів. Запланований на запуск у 2031 році, зонд спостерігатиме за активністю Сонця з вигідної точки в космосі, пропонуючи ранні попередження про можливі сонячні бурі. Зараз MPS розробляє поляриметричну та магнітну камеру для Vigil, яка допоможе виявити процеси, що спричиняють небезпечну космічну погоду. За допомогою цієї технології людство могло б краще підготуватися до непередбачуваних «припадків» Сонця.
Суперспалахи, хоч і рідкісні, все ще можливі для нашого Сонця. Розуміння їх частоти та впливу має вирішальне значення для захисту нашої технологічної цивілізації. Це дивовижне дослідження сонцеподібних зірок та їхніх суперспалахів відкриває нові можливості для прогнозування космічної погоди та пом’якшення ризиків, пов’язаних із нашою темпераментною зіркою. Дослідження опубліковано в журналі Science.
