«Это может произойти на Солнце»: чудовищный выброс вещества в созвездии Дракона

Астрономы увидели гигантскую вспышку на «близнеце» Солнца

На молодой звезде EK Дракона, похожей на Солнце и находящейся на расстоянии в 111 световых лет от Земли в созвездии Дракона, наблюдалась мощнейшая супервспышка и корональный выброс массы, в десять раз превосходящий все, что когда-либо случалось на Солнце. Астрономы считают, что это служит предупреждением Земле: на Солнце такое тоже возможно и приведет к самым катастрофическим последствиям.

Японские астрономы использовали наземные и космические телескопы, чтобы изучить звезду EK Дракона, находящуюся в 111 световых годах от Земли в созвездии Дракона и выглядящую как молодая версия Солнца. В апреле 2020 года они зафиксировали рекордный корональный выброс массы — облако раскаленной плазмы, содержавшее квадриллионы килограмм вещества, что на порядок превосходит все известные солнечные бури. Статья об этом, написанная большим коллективом авторов под руководством Косуке Намеката из Национальной астрономической обсерватории Японии, опубликована в журнале Nature Astronomy.

Звезда EK Дракона сопоставима с Солнцем по своей массе и размерам, однако ей всего 100 млн лет, то есть она как бы позволяет увидеть молодое Солнце, каким оно было 4,5 млрд лет назад. Исследователи проводили наблюдения этой звезды в течение 32 ночей зимой и весной 2020 года с помощью спутника NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) и 3,8-метрового телескопа SEIMEI Киотского университета. 5 апреля Намеката и его коллегам повезло: они наблюдали, как на EK Дракона произошла супервспышка и примерно через 30 минут наблюдалась нить выброшенного вещества, отделившаяся от поверхности звезды. Энергия, затраченная в ходе этого процесса, оценивается в 2,0×10³³ эрг, скорость движения плазмы составила 510 км/с, масса извергнутого вещества — 1,1×10¹⁵ кг.

Подобные события происходят на регулярной основе и на Солнце, однако их масштаб, разумеется, не идет ни в какое сравнение с феноменом, наблюдаемым на EK Дракона. Однако и на Земле солнечные бури становятся причиной выхода из строя коммуникационных спутников на орбите и отключения электросетей, обслуживавших целые города.

Корональные выбросы массы — один из элементов солнечной активности, выбросы вещества из звездной короны. Первые наблюдения этих явлений в видимом диапазоне проводились в начале 1970-х годов с помощью коронографов, установленных на орбитальных солнечных обсерваториях и скрывавших яркий диск Солнца. Наблюдения корональных выбросов массы с поверхности Земли вызывают определенные сложности. При максимуме солнечной активности частота корональных выбросов растет и достигает порой трех событий за день; в периоды же спокойного Солнца может случаться не более одного выброса за пять дней.

В отличие от классических солнечных вспышек, в момент пересоединения магнитных силовых линий сбрасывающих в виде электромагнитного излучения накопленную в активных областях энергию магнитных полей, корональные выбросы массы расходуют получаемую энергию на ускорение огромных масс вещества — облаков чрезвычайно горячих частиц плазмы, уносимых в космос со скоростью, измеряемой порой миллионами километров в час. Впрочем, и те, и другие явления обычно сопутствуют друг другу, локализуясь практически в одних и тех же пространственных и временных интервалах, поэтому они могут считаться либо разными проявлениями одного и того же процесса, либо, по крайней мере, черпать энергию из общего источника. Наблюдения, когда корональные выбросы массы регистрировали без сопутствующих проявлений солнечной активности, относительно редки.

«Корональные выбросы массы могут оказывать серьезное влияние на Землю и человеческое общество, — говорит один из соавторов статьи, астрофизик Юта Ноцу из Токийского технологического института в Мэгуро (префектура Токио), работающий также в Лаборатории атмосферной и космической физики Колорадского университета в Боулдере в США. — Теоретически подобный выброс большой массы может произойти и на нашем Солнце. Эти наблюдения помогают нам лучше понять, как подобные события повлияли на Землю или даже на Марс миллиарды лет назад».

Речь, однако, идет не только о прошлом. Наблюдавшееся событие служит напоминанием о том, насколько опасной может быть солнечная активность, и говорит о том, что выбросы на Солнце могут оказаться более катастрофичными, чем наблюдалось до сих пор.

По оценкам астрономов, супервспышки могут происходить на Солнце раз в несколько тысяч лет, однако вопрос об их максимальных масштабах остается открытым. «Супервспышки намного мощнее, чем обычные солнечные вспышки, — поясняет Ноцу. — Мы подозреваем, что они также порождают и гораздо более крупные выбросы массы. Но до недавнего времени это оставалось всего лишь предположением».

Разумеется, эти события угрожают всей жизни на Земле, но особенно катастрофично они могут сказаться на современной инфраструктуре. Впрочем, супервспышки и корональные сверхвыбросы, вероятно, редки для звезд вроде Солнца, находящегося в середине своего эволюционного пути. Тем не менее, Ноцу отметил, что гигантские выбросы массы могли быть вполне обычным явлением в первые годы существования Солнечной системы. Иными словами, гигантские корональные выбросы массы могли серьезно сказаться на эволюции планет земной группы, таких как Земля и Марс.

В зависимости от того, куда именно направляется выброс солнечного вещества, последствия от его удара могут быть более или менее катастрофичными. Возможно, одно из подобных мощнейших явлений в ранней истории Солнечной системы стало причиной гибели Марса — если потоки плазмы обрушились именно на эту планету.

«Атмосфера современного Марса чрезвычайно разрежена по сравнению с земной, — поясняет Ноцу. — Как мы думаем, в прошлом у Марса была гораздо более плотная атмосфера. Изучение корональных выбросов массы поможет нам понять, что происходило с этой планетой миллиарды лет назад».

Самым катастрофичным явлением на Солнце в век технологий принято считать событие Кэррингтона 1859 года. Эта сверхмощная геомагнитная буря запомнилась не только необычными полярными сияниями, но и электрическими замыканиями, искрениями и даже пожарами на телеграфных линиях. В марте 1989 года более слабая геомагнитная буря в канадском Квебеке на двенадцать часов лишила ряд городов электричества — тогда пострадала энергосистема всей провинции.

Между тем по концентрации изотопа углерода-14 в годовых кольцах деревьев и при изучении ледяных кернов удалось недавно восстановить и события гораздо более масштабные — супервспышки на Солнце, случившиеся в 775 году н.э. и в 5259 и 7176 годах до н.э. Они были заведомо мощнее события Кэррингтона 1859 года — на порядок или на два. То, что за последние 10 тыс. лет нам известны сразу три супервспышки, говорит о том, что вероятность подобных событий довольно высока и наше Солнце не такое стабильное, как думали еще несколько лет назад.