Интенсивные вспышки на звездах, подобных Солнцу, – это взрывные процессы, сопровождающиеся выделением энергии, во много раз большей, чем у обычных солнечных вспышек. Если бы подобное явление произошло на нашей звезде, это могло бы привести к выходу из строя энергосистем, а также навигационных и коммуникационных спутников. Специалисты пока не способны прогнозировать подобные события, однако им удалось определить, как часто супервспышки возникают в космосе. Результаты показали, что они происходят гораздо чаще, чем считалось ранее.
Наше Солнце — звезда, характеризующаяся значительной активностью. Это можно подтвердить взглянуть на карту солнечной активности, например, за 2024 год. В течение этого года была отмечена серия солнечных вспышек — выбросов потоков высокоэнергетических частиц, что вызвало возникновение самых мощных явлений за последние 20 лет геомагнитных бурь. Некоторые из этих явлений оказались настолько интенсивными, что спровоцировали возникновение полярных сияний на значительно меньших широтах, как в северном, так и в южном полушарии.
С давно стоящий перед учеными вопрос заключается в том, способно ли Солнце проявлять себя как более активная звезда, генерирующая более интенсивные солнечные вспышки. Для поиска ответа исследователи нередко анализируют прошлые периоды, изучая следы наиболее мощных солнечных проявлений в древних ледниковых отложениях и годичных кольцах деревьев.
Эти данные являются непрямыми, и на их основе нельзя определить периодичность мощных вспышек. Информация о солнечной радиации, достигающей Земли, собирается с начала космической эры. Таким образом, накопленного периода наблюдений недостаточно для получения статистических данных о супервспышках и определения частоты их повторения.
Для получения информации об отклонениях в поведении нашего Солнца можно также изучать подобные звезды. Именно таким путем пошла международная группа астрофизиков во главе с Александром Шапиро ( Alexander Shapiro) из Грацского университета Карла и Франца, расположенного в Австрии).
Современные космические телескопы ведут одновременное изучение тысяч звезд, фиксируя изменения их яркости в видимом свете. Супервспышки, излучающие за короткий промежуток времени энергию, превышающую октиллион джоулей, проявляются в результатах наблюдений в виде резких и заметных всплесков. Исследовать Солнце на протяжении тысячелетий ученым не под силу, однако они могут наблюдать за поведением тысяч звезд, подобных Солнцу, в течение ограниченного времени, что позволяет оценить частоту возникновения супервспышек.
Шапиро и его коллеги изучили данные, собранные космическим телескопом NASA «Кеплер» в период с 2009 по 2013 год. Телескоп наблюдал за 56450 солнцеподобными звездами, что позволило исследователям получить сведения о 220 тысячах лет звездной активности.
Астрофизики при проведении исследований внимательно выбирали звезды. Это было связано с тем, что отобранные светила должны были обладать характеристиками, схожими с характеристиками Солнца. Поэтому ученые принимали во внимание только те объекты, у которых яркость и температура поверхности соответствовали солнечным.
Специалисты также исключили множество возможных неточностей: космическое излучение, пролетающие астероиды или кометы, а также звезды, не похожие на Солнце, которые могли случайно оказаться на снимках «Кеплер» в непосредственной близости от солнцеподобной звезды. Для этого ученые проанализировали изображения каждой потенциальной супервспышки и внесли в статистику только те события, которые можно было однозначно отнести к одной из выбранных звезд.
В результате проведенного анализа команда Шапира определила 2889 сверхвспышек на каждые 2527 светил. Это указывает на то, что, в среднем, одна звезда, подобная Солнцу, производит сверхвспышку примерно раз в столетие. Таким образом, подобные события происходят значительно чаще, чем ранее считалось. Другие исследователи ранее утверждали, что средний период между вспышками составляет тысячу или даже десять тысяч лет. Однако ученые не могли с уверенностью установить источник зафиксированных супервспышек.
Авторы недавнего исследования не утверждают, что им удалось точно спрогнозировать возникновение мощных солнечных вспышек, однако акцентируют внимание на необходимости разработки инженерами комплекса мер реагирования на подобные события, включая, в частности, план отключения спутниковой группировки.
В 2031 году Европейское космическое агентство намерено осуществить запуск космической станции Vigil, предназначенной для функционирования в качестве системы раннего предупреждения о солнечных вспышках. Станция будет вести круглосуточное наблюдение за активностью Солнца, предоставляя оповещения об опасных событиях, способных негативно сказаться на работе наземного оборудования и спутников, находящихся на околоземной орбите.
Следует учитывать, что самая мощная геомагнитная буря, зарегистрированная за время наблюдений, была вызвана солнечной вспышкой и произошла в 1859 году, известная также как «Событие Кэррингтона». В то время отказали телеграфные системы по всей Европе и в Северной Америке. По мнению экспертов, во время этой вспышки было высвобождено лишь сотая доля энергии, сопровождающей супервспышку. Если бы «Событие Кэррингтона» произошло в современной реальности, то под угрозой оказалась бы не только наземная инфраструктура, но и спутниковая группировка.
Ознакомиться с итогами работы, проведенной командой Шапиро, можно, прочитав соответствующую статью, опубликованной в журнале Science.