Астрофизики определили частоту супервспышек на звездах, подобных Солнцу.

Наше Солнце представляет собой звезду с довольно высокой активностью. Чтобы это подтвердить, можно ознакомиться с картой солнечной активности, например, за 2024 год. В этом году произошло несколько солнечных вспышек — выбросов потоков высокоэнергетических частиц, что привело к возникновению сильнейших за последние 20 лет геомагнитных бурь. Некоторые из них были настолько мощными, что вызвали полярные сияния на значительно более низких широтах, чем обычно, как в северном, так и в южном полушариях.

Ученые уже давно интересуются, может ли Солнце быть еще более «неистовой» звездой и генерировать гораздо более мощные солнечные вспышки. Для ответа на этот вопрос исследователи часто обращаются к прошлому, ищут доказательства самых сильных солнечных «истерик» в древних ледниковых породах и в годичных кольцах деревьев.

Тем не менее, это косвенные источники, и по ним невозможно установить периодичность супервспышек. Наземные измерения солнечного излучения, достигающего Земли от нашего светила, стали возможны лишь с начала космической эры. То есть прошло слишком мало времени, чтобы собрать статистику по супервспышкам и на ее основе определить, как часто они происходят.

Другой способ узнать о необычном поведении нашего Солнца — исследовать аналогичные звезды, что и сделала международная команда астрофизиков под руководством Александра Шапиро (Alexander Shapiro) из Грацского университета имени Карла и Франца (Австрия).

Современные космические телескопы одновременно наблюдают за тысячами звезд и фиксируют колебания их яркости в видимом свете. Супервспышки, которые за короткий промежуток времени выделяют энергию, превышающую один октиллион джоулей, проявляются в данных наблюдений как резкие, ярко выраженные пики яркости. Ученым не удается изучать Солнце на протяжении тысяч лет, но они могут наблюдать за поведением тысяч звезд солнечного типа в течение короткого времени, что помогает оценить частоту супервспышек.

Шапиро и его команда проанализировали данные о 56450 солнцеподобных звездах, которые наблюдал космический телескоп NASA «Кеплер» с 2009 по 2013 годы. В итоге исследователи собрали информацию о 220 тысячах лет звездной активности.

В своей работе астрофизики тщательно отбирали звезды, поскольку выбранные светила должны были быть «родственниками» Солнца. Поэтому ученые учитывали только те объекты, яркость и температура поверхности которых были близки к солнечным параметрам.

Кроме того, исследователи исключили ряд потенциальных ошибок — космическое излучение, пролетающие астероиды или кометы, а также звезды, не похожие на Солнце, которые могли случайно оказаться рядом с солнцеподобным светилом на снимках «Кеплер». Для этого команда ученых проанализировала изображения каждой потенциальной супервспышки и включила в статистику только те события, которые могли быть связаны с одной из выбранных звезд.

Таким образом, команда Шапиро выявила 2889 сверхвспышек на каждые 2527 светил. Это означает, что в среднем одна солнцеподобная звезда производит сверхвспышку примерно раз в столетие. Другими словами, такие явления происходят гораздо чаще, чем предполагали ученые. Ранее другие исследователи пришли к выводу, что средние интервалы между вспышками составляют тысячу или даже десять тысяч лет. Однако в своих работах ученые не могли точно определить источник регистрируемых супервспышек.

Авторы нового исследования не утверждают, что научились точно предсказывать появления супервспышек на Солнце, но подчеркивают, что инженеры должны разработать ряд мер на случай такого события, например, продумать сценарий отключения спутников.

В 2031 году Европейское космическое агентство планирует запуск космической станции Vigil, которая должна стать системой своевременного прогнозирования солнечных вспышек. Аппарат будет круглосуточно следить за солнечной активностью и предупреждать об опасных явлениях, которые могут повлиять на работу наземных систем и спутников на околоземной орбите.

Следует отметить, что сильнейшая геомагнитная буря за всю историю наблюдений, вызванная солнечной вспышкой, произошла в 1859 году (также известна как «Событие Кэррингтона»). Тогда телеграфные системы вышли из строя по всей Европе и в Северной Америке. По оценкам специалистов, во время связанного с этим явлением всплеска выделилась лишь сотая часть энергии, которая выделяется при возникновении супервспышки. Если бы «Событие Кэррингтона» произошло в наши дни, под угрозой оказались бы не только наземные инфраструктуры, но и спутники.

С результатами исследования команды Шапиро можно ознакомиться подробнее в статье, опубликованной в журнале Science.