Вселената е страшна. Има много опасности, включително черни дупки, удари от астероиди, експлозии на свръхнови и др. Направо да се чуди човек, как нашата Синя планета оцелява. Все пак, тези събития обикновено са далечни и/или изключително редки, така че те не са нещо, за което наистина трябва да се тревожим в ежедневието си.
Според учените обаче, ако има някакво астрономическо събитие, което трябва да вземем много, много сериозно, дори повече от ударите на астероиди и комети, това са слънчевите бури.
Знаем за няколко големи, които са се случили през последните век или два, но могат да бъдат открити и исторически опустошителни бури. Разглеждайки ледени ядра от Гренландия и Антарктида, учени обявиха, че са открили нова колосална слънчева буря. Тя се е случила през 7176 г. пр. н. е. и е била вероятно най-голямата през последните 10 000 години.
Слънчевите бури най-общо се делят в две широки категории. Едната е слънчево изригване, мощна експлозия на повърхността на Слънцето, която е изключително ярка във високоенергийните гама и рентгенови лъчи. Другата е изхвърлянето на коронална маса (coronal mass ejection) или CME, което е, когато огромна площ над Слънцето изхвърля около милиард тона субатомни частици със скорост от милиони километри в час. И двете се генерират от магнитното поле на Слънцето, което може да съхранява огромна енергия, а понякога изригването е последвано от CME.
На снимката (Кредит: NASA/SOHO), се вижда огромно слънчево изригване станало през октомври 2003 г., видяно тук на рентгенови лъчи. То също беше придружено от мощно изхвърляне на коронална маса. Слънчеви бури като тези са опасност за нашата енергийна мрежа и орбиталните спътници.
И двете могат да причинят хаос на Земята. Но едно наистина голямо изригване от Слънцето, насочено към Земята, би било пагубно за нашата съвременна цивилизация. То може да унищожи сателитите, да причини повреда на електрониката на Земята и също така да създаде широко разпространени прекъсвания на захранването, като унищожи електрическата мрежа. Силна буря може да остави големи части от човечеството без ток за дълго време, месеци или дори повече. Това би било катастрофално.
Подобни толкова големи бури в съвремието се броят на пръстите на едната ръка. През 1989 г. слънчево събитие взриви трансформатори в Канада, причинявайки прекъсване на тока в Квебек. Друго през 1859 г., наречено Събитието Карингтън, постави началото на съвременната ера на изучаване на слънчевите бури. Има и една буря през 1956 г., толкова мощна, че сега се използва като базова линия за измерване на ефектите от слънчевите бури на Земята. Наистина масивен CME изригна от Слънцето и през 2012 г., но пропусна Земята. Без преувеличение може да се каже, че ако беше насочен точно към нас, можеше да предизвика най-голямата катастрофа на съвременната епоха.
Можем също да проследим исторически слънчеви бури от преди модерната ера. Протоните, които идват от CME, удрят горната част от атмосферата на Земята и бомбардират атомите там. Азотните и кислородните ядра се разделят, създавайки радиоактивен изотоп на берилий, наречен берилий-10, който след това пада с дъжд на повърхността на Земята. Подобен ефект се случва, когато протоните удрят аргон във въздуха на Земята, създавайки радиоактивен хлор-36, а въглерод-14 се създава по подобен начин от азот.
И трите изотопа са предимно създадени от извънземни протони, удрящи въздуха ни. Понякога това е от галактически космически лъчи, субатомни частици, които се движат из космоса с високи скорости, ускорени от свръхнови. Но Слънцето е другият основен източник.
Пръстените на дърветата могат да се използват за търсене на върхове на въглерод-14 и за получаване на датите на тези събития. Друг начин е да погледнем в ледените ядра, които могат да се използват за надеждно датиране на събития отпреди хиляди години. Шипове в берилий-10 са наблюдавани в ядрата от 774 и 993/4 г. от н. е. и още през 660 г. пр. н. е., което показва големи слънчеви бури. Всъщност събитието от 774 година е толкова голямо, че в началото учените не мислеха, че Слънцето е способно да създаде толкова мощна буря, но по-късно проучвания показаха, че може.
Ледено ядро, взето в северозападна Гренландия е изследвано, като изотопи, създадени при слънчеви бури и от галактическите космически лъчи, се утаяват в леда и могат да бъдат анализирани за определяне на условията преди хиляди години.
Новата работа разглежда ледените ядра от няколко места в Гренландия и едно в Антарктида. Измерени са годишните нива на берилий-10, хлор-36 и въглерод-14 и всички показват доста голям скок в количествата преди 9198 години, през 7176 г. пр.н.е. Be-10 е увеличен с коефициент от около 3-4 пъти в сравнение с обичайното си количество, C-14 с 4,5 пъти, а Cl-36 – смайващите шест пъти.
Ясно е, че това е било огромно събитие, за щастие случило се много преди модерната ера. Най-впечатляващото е, че това се е случило при слънчев магнитен минимум.
По причини, които все още не са напълно изяснени, магнитната активност на Слънцето се проявява в приблизително 11-годишен цикъл, преминавайки от слаба към пикова сила около 5,5 години по-късно, след което отново отслабва. Дейности като слънчеви петна, изригвания и CME обикновено се случват близо или точно след пика на цикъла. Понякога се случват и при слънчев минимум, но това е доста рядко.
Когато активността на Слънцето е силна, тя ни предпазва от галактическите космически лъчи, действайки като силово поле, а когато е слаба, тези частици могат да стигнат до Земята. Когато го правят, те създават Be-10, така че учените са разгледали цикъла на Be-10 в ледените ядра от Гренландия. Това, което откриват, е, че огромният скок се е случил, когато производството на Бе-10 е било в пик, което означава, че космическите лъчи достигат до Земята, което от своя страна означава, че Слънцето е било в магнитен минимум.
Така че, как може Слънцето да предизвика такава мощна буря, когато активността му е намалена? Не е ясно. Оказва се, че по-ранно изследване, загатнало за събитието от 774 г., показва, че то също се е случило при слънчев минимум и измерванията на ледената сърцевина в това ново изследване подкрепят това заключение. Така че, освен ако тези измервания не са сериозно погрешни, Слънцето може да има епични изригвания, дори когато изглежда тихо.
Това е притеснително. Достатъчно лошо е, че Слънцето може да стане доста буйно при слънчевия максимум, но ако този резултат издържи и може да има избухвания когато активността му е в минимум, тогава слънчевите астрономи ще трябва да разберат защо се получава така.
И не само защото това е интересен академичен проблем. Това има ефекти за реалния свят. В Съединените щати електрическата мрежа е построена през 50-те години на миналия век, когато населението е било много по-малобройно и нуждите от енергия също са съизмеримо по-ниски. В днешно време електричеството, преминаващо през мрежата, е много по-близо до максималния й капацитет, което прави много по-лесно претоварването й.
Голям магнитен импулс от Слънцето може да се съчетае с магнитното поле на Земята, създавайки това, което се нарича геомагнитно индуциран ток под земята, което от своя страна може да предизвика прилив на мощност, преминаващ през линиите, претоварвайки ги. Това може да причини широко разпространени щети на мрежата, включително унищожаване на трансформатори, които са трудни за подмяна. Една тежка буря може да предизвика поражения, като отнеме години, за да се възстановят щетите. Болниците, магазините, предприятията като цяло и, разбира се, домовете могат да бъдат силно засегнати от подобно събитие.
Големи слънчеви бури като тези през 7176 г. пр. н. е., 774 г. н. е. и напоследък трябва да се вземат сериозно. Добрата новина е, че научаваме много повече за тях благодарение на НАСА, NOAA, ESA и други правителствени агенции, които изграждат спътници, за да наблюдават Слънцето и финансират астрономите да изучават тези данни.
Трябва да разбираме Слънцето. Слънчевата наука е от решаващо значение за нашата технологична цивилизация. Разбира се, възможно е тези колосални бури всъщност да са били предизвикани от нещо извън нашата слънчева система, като изригване на магнетар например, или супернова, или нещо друго. В повечето случаи разширяващите се отломки от подобно събитие все още биха били видими, но не можем напълно да изключим нещо подобно.
