Астрономи з'ясували, як часто відбуваються супервибухи на зірках, схожих на Сонце.

Наше Сонце — зірка з досить високою активністю. Щоб у цьому переконатися, можна поглянути на карту сонячної активності, наприклад, за 2024 рік. Цього року відбулася серія сонячних спалахів — викидів потоків високоенергетичних частинок, що призвело до появи найсильніших за останні 20 років геомагнітних бур. Деякі з них були настільки потужними, що викликали полярні сяйва на значно нижчих широтах, ніж зазвичай, як у північному, так і в південному півкулях.

Вчені давно ставлять запитання, чи може Сонце бути ще більш «неспокійною» зіркою, породжуючи значно потужніші сонячні спалахи? Щоб відповісти на нього, дослідники часто звертаються до минулого, шукаючи свідчення найсильніших сонячних «істерик» у древніх льодовикових породах, а також у річних кільцях дерев.

Однак це непрямі джерела, за якими неможливо обчислити періодичність супервспалахів. А наземні вимірювання сонячного випромінювання, що досягає Землі від нашого світла, стали доступні лише з початку космічної ери. Тобто пройшло занадто мало часу, щоб отримати статистику по супервспалахах і на її основі визначити, як часто вони повторюються.

Інший спосіб дізнатися про аномальну поведінку нашого Сонця — досліджувати схожі зірки, що й зробила міжнародна команда астрофізиків під керівництвом Олександра Шапіро (Alexander Shapiro) з Грацського університету імені Карла та Франца (Австрія).

Сучасні космічні телескопи одночасно вивчають тисячі зірок і реєструють коливання їх яскравості у видимому світлі. Супервспалахи, які за короткий проміжок часу вивільняють кількість енергії, що перевищує один октильйон джоулів, проявляються в даних спостережень як короткі, виражені піки яскравості. Вчені не можуть вивчати Сонце протягом тисяч років, але мають можливість спостерігати за поведінкою тисяч зірок сонячного типу протягом короткого періоду часу, що допомагає оцінити, як часто відбуваються супервспалахи.

Шапіро та його команда проаналізували дані про 56450 сонцеподібних світил, які спостерігав космічний телескоп NASA «Кеплер» з 2009 по 2013 роки. В результаті дослідники отримали інформацію про 220 тисяч років зіркової активності.

У своїй роботі астрофізики ретельно відбирали зірки. Адже обрані світила повинні були бути «родичами» Сонця. Тому вчені враховували лише ті об'єкти, яскравість і температура поверхні яких були близькими до сонячних показників.

Також дослідники виключили ряд численних помилок — космічне випромінювання, що пролітають астероїди або комети, зірки, що не схожі на Сонце, які на знімках «Кеплер» могли випадково з'явитися поблизу сонцеподібного світла. Для цього команда вчених проаналізувала зображення кожної потенційної супервспалахи і внесла в статистику лише ті події, які можна було віднести до однієї з обраних зірок.

Таким чином, команда Шапіро виявила 2889 супервспалахів на кожні 2527 світил. Це означає, що в середньому одна сонцеподібна зірка виробляє супервспалах приблизно раз на століття. Іншими словами, такого роду явища відбуваються набагато частіше, ніж вважали вчені. Раніше інші дослідники дійшли висновку, що середні інтервали між спалахами складають тисячу або навіть десять тисяч років. Однак у своїх роботах вчені не могли точно визначити джерело зареєстрованих супервспалахів.

Автори нового дослідження не стверджують, що навчилися точно передбачати появу супервспалахів на Сонці, але підкреслили, що інженери повинні розробити ряд заходів на випадок такого події, наприклад, продумати сценарій відключення супутників.

У 2031 році Європейське космічне агентство планує запуск космічної станції Vigil, яка повинна стати своєрідною системою своєчасного прогнозування сонячних спалахів. Аппарат буде цілодобово спостерігати за сонячною активністю та попереджати про небезпечні явища, які можуть вплинути на роботу наземних систем і супутників на навколоземній орбіті.

Зазначимо, що найсильніша геомагнітна буря за всю історію спостережень, причиною якої стала сонячна спалах, відбулася в 1859 році (ще називається «Подією Керрінгтона»). Тоді вийшли з ладу телеграфні системи по всій Європі та в Північній Америці. За оцінками фахівців, під час пов'язаної з цим явищем спалаху вивільнилася лише сотна частина енергії, що виділяється під час виникнення супервспалаху. Якби «Подія Керрінгтона» сталася сьогодні, окрім інфраструктури на поверхні планети, під загрозою опинилися б і супутники.

Докладніше з результатами дослідження команди Шапіро можна ознайомитися в статті, опублікованій в журналі Science.