Солнце давно известно своей активностью: оно регулярно выбрасывает в космос огромные объёмы энергии, и иногда эти потоки направлены прямо на Землю. Однако по сравнению с другими звёздами, похожими на Солнце, наше светило выглядит относительно спокойным и, как считалось, не способно порождать так называемые супервспышки (сверхмощные выбросы энергии), которые наблюдаются у аналогичных звёзд. Это обстоятельство казалось хорошей новостью для человечества, а некоторые учёные даже утверждали, что отсутствие супервспышек стало важным условием для развития сложной жизни на Земле. Но новая работа Натали Кривовой из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка и её соавторов, опубликованная в журнале Philosophical Transactions A, ставит под сомнение предположение о том, что наше Солнце неспособно на столь драматичные вспышки. Это означает, что в конечном счёте наше высокотехнологичное общество может испытать на себе удар одной из них.
Учёные десятилетиями собирают данные о Солнце, и одним из самых интересных объектов наблюдения являются солнечные вспышки. Эти мощные выбросы энергии происходят, когда скрученные магнитные поля в так называемых активных областях (АО) разрываются и пересоединяются, высвобождая огромное количество накопленной энергии. Активные области, обычно известные как солнечные пятна, оставляют после себя остаточное свечение — так называемые ленты вспышек, возникающие после их мощного «отскока».
Используя данные, собранные NASA Solar Dynamics Observatory (Обсерваторией солнечной динамики) с 2010 по 2016 год, авторы проанализировали то, что они считали ключевой взаимосвязью — между общей площадью активной области, размером образовавшихся лент вспышек и полной энергией, выделившейся при их формировании. Они обнаружили очень точную статистическую корреляцию, которая к тому же интуитивно понятна: чем больше активная область, тем больше площадь лент и тем выше максимально возможная энергия вспышки. И что особенно важно, энергия вспышки масштабируется экспоненциально с площадью лент.
Вооружившись этим пониманием, авторы обратились к данным об активных областях, собранным в более ранние исторические периоды. Пожалуй, самой известной солнечной бурей в истории является событие Кэррингтона. В 1859 году эта буря позволила жителям Карибского бассейна читать газеты ночью при свете полярных сияний, которые она вызвала. Но что более зловеще — она привела к тому, что ряд телеграфных столбов и станций буквально самопроизвольно загорелись. По расчётам авторов, солнечное пятно, предшествовавшее этому событию, должно было дать максимальное энерговыделение около 10^33 эрг — единица измерения, используемая для силы солнечных бурь. Это не совсем уровень супервспышки, но достаточно много, чтобы почти идеально совпасть с современными оценками силы той бури, основанными на других факторах.
Однако событие Кэррингтона не было самым крупным солнечным пятном, когда-либо зафиксированным в истории. Этот титул принадлежит более позднему — «Великому солнечному пятну» 1947 года. Оно было более чем вдвое крупнее активной области события Кэррингтона. А при подстановке в формулу команды оно перешагнуло порог «супервспышки» с теоретическим энерговыделением свыше 10^34 эрг. Следует уточнить, что само Великое солнечное пятно не выбросило столько энергии. Но оно обладало таким потенциалом — а это значит, что, по крайней мере теоретически, наше Солнце способно производить вспышки того же порядка, что и аналогичные звёзды по всей галактике.
В этом утверждении есть несколько нюансов. Во-первых, то, что пятно такого размера сформировалось, вовсе не означает, что оно неизбежно разразится потенциально опасной солнечной вспышкой. Само Великое солнечное пятно служит тому примером. К тому же сочетание физических условий, необходимых для образования столь массивного пятна, встречается относительно редко. Тем не менее астрономы ранее подсчитали, что подобные события случаются примерно раз в столетие. И если это произойдёт и будет направлено на Землю, наш образ жизни может оказаться под угрозой. Выброс корональной массы, который сопровождал бы такую вспышку, способен вывести из строя электрические сети на целых участках планеты, а на восстановление могут уйти месяцы. И мы явно не готовы к такой возможности.
То, что подобное событие может произойти, не означает, что оно обязательно случится. Но с течением времени вероятность того, что нечто подобного масштаба вырвется из нашего Солнца, становится всё выше. Успеем ли мы вовремя это заметить и будем ли готовы, когда это произойдёт, остаётся неясным. Однако новая работа служит очередным напоминанием о том, что наше Солнце, будучи критически важным почти для всей известной нам жизни, может быть и чрезвычайно опасным при определённых обстоятельствах.