В 774 году н.э. гигантская солнечная вспышка ударила по Земле. Что произойдёт, когда следующая обрушится на нас?
Эта статья была изначально опубликована в моём регулярном научно-популярном бюллетене The Quantum Cat. Подпишитесь бесплатно!
Всё началось в конце апреля прошлого года, когда на видимую сторону Солнца повернулась большая, холодная область. 1 мая наблюдатели увидели там скопление солнечных пятен, которое испортило лик нашей звезды и быстро увеличилось в размерах. В течение недели астрономы отслеживали, как оно перемещается по солнечному диску, пока 8 мая оно не оказалось почти прямо напротив Земли.
Затем, когда над Европой сияло солнце, скопление вспыхнуло ярчайшей вспышкой света. Спутники, отслеживающие Солнце, зафиксировали всплеск рентгеновского излучения и мгновенно передали сигнал на Землю. Вспышка также выбросила облако солнечной плазмы, отправив к нашей планете рой энергичных частиц.
В течение последующих часов и дней это скопление вспыхивало снова и снова, производя поток энергии и излучения, каких не было на протяжении десятилетий. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), организация, отслеживающая Солнце, выпустила предупреждение об интенсивной геомагнитной буре. Авроры, знали они, обязательно озарят небо по всей планете. Радиосети будут нарушены, а спутниковые группировки, летающие высоко над головой, пострадают.
Вы, возможно, видели последствия. Авроры начала мая были потрясающими, видимыми в ярких цветах по всему миру. Даже на Гавайях, где северное сияние не наблюдали уже столетие, оно появилось.
Но даже такие мощные вспышки, как эта, — это кратковременные явления: внезапный выброс энергии, обрушившийся на планету, волна, которая уходит почти сразу же. Большинство вспышек, которым NOAA присваивает классы M или C, — это всего лишь рябь, несущественные события, не представляющие угрозы.
Более мощные вспышки получают обозначение X. И чем выше по шкале X, тем серьёзнее последствия. Вспышка X2 в два раза мощнее X1; X3 — втрое мощнее. Шкала не имеет верхнего предела, теоретически число может быть любым. Самая мощная вспышка, которую мы когда-либо видели за десятилетия наблюдений, достигла уровня X28 — почти втрое сильнее вспышек мая.
Но эта вспышка 2003 года была настолько яркой, что спутник GOES, отслеживавший её, временно ослеп. Её реальная мощность могла быть ещё выше — возможно, X40 или X50. К счастью, в день её вспышки Земля находилась далеко от её пути. Самая мощная вспышка в истории наблюдений даже не приблизилась к нам.
А ведь всё могло сложиться иначе — как в 2012 году, когда огромное облако солнечной плазмы пролетело в считаных днях от удара по Земле. Последствия такого удара могли быть катастрофическими. Мощный импульс магнитной энергии охватил бы планету, вызвав бурю токов в энергосетях и коммуникациях.
Трансформаторы, ключевые компоненты электросетей, перегрелись бы и расплавились, отключив энергоснабжение целого континента. В худшем случае сам интернет мог бы рухнуть, вызвав глобальное отключение связи на месяцы. Последствия для глобализованного мира были бы почти немыслимы.
В 2010 году, спустя несколько лет после вспышки, зафиксированной GOES, другой телескоп наблюдал за далёкой звездой. Во многом она была похожа на наше Солнце: жёлтая, вращалась с похожей скоростью, состояла из того же вещества. Звезда KIC9944137 была, говоря по-астрономически, скучной.
А это означало, что у неё могли быть планеты, похожие на Землю. Телескоп Kepler начал за ней наблюдение. Если бы у неё были планеты, он зафиксировал бы регулярные затемнения света от прохождения планет по диску звезды.
Но 1 марта звезда сделала нечто неожиданное. Вместо того чтобы потускнеть, она резко вспыхнула. Огромный выброс энергии, в десять раз мощнее всего, что когда-либо излучало наше Солнце, вырвался наружу. Мы не знаем, были ли на пути этой энергии планеты — если были, то они, несомненно, подверглись разрушительному магнитному и радиоактивному шторму.
Если бы такой шторм обрушился на Землю, последствия были бы ужасны. Интенсивное магнитное поле вывело бы из строя электросистемы целых континентов. Спутники GPS и Starlink были бы уничтожены — их электроника сгорела бы от радиации.
KIC9944137 — не единственная звезда, подобная Солнцу, у которой наблюдаются такие вспышки. Астрономы снова и снова наблюдали подобные вспышки. Вопрос не в том, возможны ли они — а в том, может ли наше Солнце сделать то же самое.
Ответить на это непросто. В отличие от других катастроф, солнечные вспышки не оставляют следов: нет кратеров, нет разрушенных земель. В прошлом, до появления технологий, они оставляли лишь таинственные огни в небе.
Хотя астрономические наблюдения ведутся тысячи лет, упоминания аврор встречаются редко — и даже когда встречаются, они расплывчаты. Вавилонские тексты, например, говорят о ночи 2500 лет назад, когда небо стало красным, и жрецы предсказали беду. Была ли это аврора? Или это был огонь, или ледяные кристаллы в атмосфере?
Но точная запись солнечной активности всё же существует — просто не в человеческой памяти. Она хранится в древесных кольцах и ледяных слоях полюсов. Взаимодействие солнечного ветра с атмосферой оставляет след в виде изотопов кислорода и углерода.
Когда заряженные частицы солнечного ветра достигают Земли, они сталкиваются с магнитосферой — магнитным щитом, направляющим их к полюсам. Это создаёт авроры. А ещё вызывает рост уровня радиоактивного углерода-14, который затем поглощается деревьями и сохраняется в льдах.
Таким образом, деревья накапливают хронологическую запись уровня углерода-14. Обычно эти уровни меняются циклично — пик каждые 11 лет. Но иногда возникает резкий скачок — след мощной вспышки.
В 2012 году Фуса Мияке из Университета Нагоя исследовала два японских кедра, живших в VIII веке. Уровень углерода-14 в большинстве колец был нормальным. Но в одном кольце случился резкий скачок — самый крупный за всю историю.
Это означало, что в 774 или 775 году произошло нечто грандиозное. Либо вспышка, намного сильнее всего, что мы знаем, либо сверхновая близко к Земле. Но такой сверхновой никто не наблюдал — а значит, скорее всего, это была вспышка.
Позднейшие исследования деревьев со всего мира подтвердили: Земля действительно подверглась мощнейшей солнечной буре в 774 году. Она была в 50 раз сильнее всего, что мы наблюдали с начала эпохи спутников.
Хотя событие 774 года кажется уникальным, кольца деревьев за 2000 лет показали ещё одно подобное в X веке. Но никто тогда не оставил заметок — или не понял, что произошло.
В 2022 году исследователи продлили хронологию солнечной активности почти на 10 000 лет, до конца ледникового периода. И нашли ещё два события: в 7176 году до н.э. и в 5259 году до н.э. Возможно, есть и другие — спрятанные в упавших деревьях или болотах.
Астрономы теперь считают, что такие крупные вспышки могут случаться раз в 400 лет. Это нечасто — но достаточно часто, чтобы беспокоиться. Ведь индустриальный мир существует уже два века. Наше время может скоро подойти.
Начнётся всё с предупреждения с орбиты. Несколько спутников постоянно наблюдают за Солнцем. Когда вспышка произойдёт, они зафиксируют её и отправят сообщение. Сверхвспышку не пропустить — она ослепит даже спутники. У нас будет хотя бы несколько часов, чтобы приготовиться.
Через минуты рентгеновское излучение обрушится на Землю, нарушив и нагрев верхние слои атмосферы. Через несколько часов магнитные частицы ударят в магнитосферу, вызвав великолепные авроры.
Но за красотой последует ужас. Геомагнитная буря беспрецедентной силы поразит электросети. Трансформаторы перегорят. Электросети рухнут. Интернет, особенно оптоволокно, проложенное через океаны, выйдет из строя.
Затем прибудет облако радиоактивных частиц, которые магнитное поле направит к полюсам. Астронавты побегут в укрытие, надеясь, что экраны выдержат. Спутники выйдут из строя. Уровень углерода-14 снова подскочит, оставив след в будущих деревьях.
Долгосрочные последствия ещё хуже. Сверхвспышка может нанести непоправимый урон электросетям континента. Запчастей для восстановления может не хватить. В 2014 году учёные предупредили: такая вспышка станет худшим природным бедствием за столетия.
Для восстановления потребуются глобальные усилия. Но будет ли мир способен организовать их — без связи и электричества? Даже если сможет — захочет ли?
Последние годы показали: мы не всегда действуем в своих интересах в кризис. Но прежние бедствия были либо локальными, либо медленными. Сверхвспышка может обрушиться за часы — и уничтожить всё. Гарантий на успешную реакцию нет.
И всё это — если только вспышка будет не слишком мощной. Некоторые вспышки на других звёздах были настолько разрушительными, что уничтожали озоновый слой и вызывали массовые вымирания. Мы не видели такого на Земле — но никто и не может это исключить.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos