Крістофер Карофф: Супервспышка зруйнує озон, що викличе у людей рак шкіри
Міжнародна команда вчених з університетів Данії, Бельгії, Китаю та Італії встановила, що Сонце здатне створити неймовірно потужну супервспышку. У статті, опублікованій у новому номері журналу Nature Communications, астрофізики говорять, що це явище завдасть значної шкоди технологіями, від яких залежить розвиток земної цивілізації. Про можливі наслідки катастрофи "ДС" розповів провідний автор дослідження, професор Орхуського університету в Данії Кристоффер Карофф.
"ДС" Супервспышки відбуваються на всіх зірок, або тільки на Сонці? Скільки при цьому виділяється енергії?
К. К. Спочатку супервспышки виявили на великих зірок, набагато більш масивних, ніж Сонце. Звичайно вони входять до складу подвійної системи — двох гравітаційно зв'язаних зірок, що обертаються по замкнутих орбітах навколо загального центру мас. На великих зірок спалахи відбуваються регулярно, з гігантськими викидами енергії. А відносно недавно виявилося, що хоча наше Сонце набагато менше за розміром більшості згаданих масивних подвійних зірок, на ньому теж відбуваються потужні спалахи. Всього за кілька хвилин у відкритий космос йде близько трильйона мегатонн у тротиловому еквіваленті. Щоб було наочніше — це стільки енергії, скільки здатне виробити людство при нинішньому розвитку технологій за мільйон років.
"ДС" Як вдалося зафіксувати такі явища?
К. К. До недавнього часу інформації про супервспышках було дуже мало, її постачали в основному рентгенівські супутники. Ситуація кардинально змінилася з запуском Kepler — астрономічного супутника NASA, оснащеного надчуттєвим фотометром, призначеним для пошуку подібних до Землі екзопланет. Він постійно стежить за светимостью десятків тисяч зірок на одному і тому ж ділянці неба. Чотири роки тому група японських астрономів з Університету Кіото вивчила спостереження "Кеплера", що проводилися протягом 120 днів. Увагу зосередили на 83 тис. зірок, подібних до нашого Сонця, і виявили, що за цей час 148 з них справили 365 найпотужніших супервспышек. Більшість таких явищ сталося на молодих зірках, виявляють високу магнітну активність, що і забезпечує высокоэнергетичные спалаху. Несподіванкою стало те, що близько чверті супервспышек відбулися зірках середнього віку, які обертаються так само повільно, як наше Сонце.
"ДС" Яка природа супервспышек?
К. К. Класична теорія -- виникнення таких явищ внаслідок перерозподілу на Сонці енергії магнітного поля. Але є і інші гіпотези. Наприклад, якщо поруч зі світилом знаходиться зірка-компаньйон і вона тимчасово пов'язана з магнітосферою зірки магнітної силовий "трубкою", то супервспышка може виникнути із-за розриву цієї трубки. Можливо також, що навколо світила є газопилової диск, який, обертаючись навколо зірки, в якийсь момент руйнує магнітну конфігурацію, провокуючи супервспышку. А може, біля світила розташована масивна екзопланета, пов'язана з ним, як і у випадку з другою зіркою, магнітної "трубкою". Точно так само розрив цієї трубки здатний ініціювати супервспышку.
"ДС" Були вже спалахи на Сонці і до яких наслідків вони призвели?
К. К. Були, про це можна судити з аномально високому вмісту ізотопів вуглецю в річних кільцях деревини. В структуру дерева вони потрапили з атмосфери Землі, де виникли після бомбардування планети виділяються Сонцем протонів. По кільцях можна встановити, що супервспышки могли відбутися в 775 і 993 роках, однак про їх наслідки мало відомо. Найпотужніший спалах на Сонці, яку вдалося зареєструвати, — це так зване події Каррінгтона. У 1859 році пройшла геомагнітна буря, яка вивела з ладу телеграфні системи Європи та Північної Америки. Сонячні викиди, які досягли Землі за 18 годин, спостерігав британський астроном Річард Керрінгтон, звідси і назва явища. Якби подібна супервспышка сталася зараз, наслідки були б набагато гірше: відразу б відключилися всі принципово важливі елементи земної інфраструктури.
"ДС" Є ознаки підвищення сонячної активності?
К. К. Вона з часом зростає, це саме по собі може призвести до виникнення сонячних бурь і спалахів різної інтенсивності. Зростаюча сонячна активність виражається, зокрема, у небачених північних сяйвах. У США можна читати газету в світлі Північного сяйва, до того ж воно фіксується в таких районах Земної кулі, де не повинно бути. Спалахи на Сонці реєструються все частіше. Наприклад, 23 березня було зафіксовано спалах класу С. Хоча вона не є небезпечною для людини і в мільйон разів слабше потенційно руйнівною супервспышки. Такі події можуть відбуватися з наростаючою силою і хто знає, яка буде інтенсивність чергового прояву сонячної активності.
"ДС" Чим небезпечні для Землі супервспышки?
К. К. Вони здатні завдати удару по всій інфраструктурі. За даними Національної дослідницької ради США, тільки перший рік після супервспышки принесе Америці збитків на $2 трлн. Відразу ж вимикається все електричне обладнання, у тому числі супутники, комп'ютери та ін Але найбільш серйозні технічні проблеми будуть пов'язані з електричними підстанціями, які перетворюють напругу від максимуму до мінімуму. Більшості з них понад 50 років, але щоб відновити такі станції, немає запчастин. Було б доцільно починати їх робити прямо зараз, щоб підстрахуватися в разі екстремальної сонячної активності. Справа в тому, що навіть не супервспышка, а набагато менша за інтенсивності явище, начебто події Кэррингтона, знищить велику частину підстанцій, а також призведе до коротких замикань в мережевих проводах, що спровокує масові пожежі. Можливий також розігрів різних металевих конструкцій, особливо великого розміру з тонких провідників (металеві сітки, каркаси з арматури тощо). Наслідками супервспышки стануть також довгострокове відключення електрики, можливо, до року. Порушиться робота банківських і фінансових систем, транспортних мереж, комунікацій, водопостачання, харчових і лікарських поставок. Тобто, по суті, настане цілковита розруха.
"ДС" А як інтенсивна сонячна активність вплине на здоров'я людей?
К. К. Найбільша проблема в тому, що супервспышка може наполовину зруйнувати шар озону, який захищає нас від сонячного УФ-випромінювання. Це означає, що якщо люди опиняться в цей час на вулиці, то отримають миттєво рак шкіри. Тут потрібні додаткові дослідження того, як люди, тварини і рослини реагують на сильне ультрафіолетове випромінювання. Після цього можна буде створювати способи їх захисту. Зрозуміло, найбільше постраждають метеочутливі люди, особливо на тлі того, що з ладу вийде більша частина медичного обладнання в лікарнях. Та й взагалі, без електрики клініки навряд чи будуть працювати.
"ДС" Напевно варто очікувати глобальних соціальних катаклізмів?
К. К. Їх може спровокувати багато факторів. Порушення роботи електрообладнання призведе до масових катастроф авіа - та залізничного транспорту. Настане транспортний колапс, припиняться морські перевезення, оскільки перестане працювати навігаційне обладнання. Швидко закінчаться продукти харчування і вода, почнуться епідемії. Відсутність зв'язку і координації різних служб призведе до сплеску насильства, мародерства. Багато принципові об'єкти військової інфраструктури та систем управління військами, що не мають спеціального захисту, вийдуть з ладу, що на фоні значних електричних перешкод може спровокувати позаштатні ситуації. У такій ситуації є висока ймовірність розвитку військових конфліктів.
"ДС" Супервспышка буде відчуватися всюди однаково, чи є зони особливого ризику?
К. К. Це питання на стадії вивчення. Очевидно, постраждає як нічна, так і денна сторона планети, оскільки циркуляція струмів в іоносфері не прив'язана лише до освітленій стороні. Проте найбільш вразливими будуть, звичайно, високі широти і освітлені Сонцем території. До речі, активні зони на Сонці зазвичай не зникають відразу після спалаху і протягом кількох наступних днів можуть генерувати небезпечні повторні викиди. Так що руйнівний ефект явища настане не миттєво, а протягом 10-20 годин після його початку.
"ДС" чи Можна запобігти катастрофі?
К. К. Все, про що ми зараз говоримо, це поки що лише теорія. Спочатку потрібно розібратися, наскільки все ж таки висока ймовірність виникнення супервспышки і зрозуміти, як часто такі явища повторюються, а також якої інтенсивності може бути чергове з них. Потім на основі отриманих даних можна буде створити програму, яка моделює наслідки супервспышки певної інтенсивності. Сучасні засоби спостереження і теоретичні моделі дозволяють передбачити сонячну спалах приблизно за три дні-це дуже короткий термін, щоб щось зробити. У деяких країн є спеціальні супутники, які відстежують активність Сонця. Зокрема, однією з найбільш потужних станцій вважається лабораторія сонячної динаміки NASA Solar Dynamics Observatory. Подібних лабораторій повинно бути набагато більше. Крім того, необхідні принципово нові технології, що захищають обладнання та прилади, "протиударна" електроніка нового покоління, а також резервні кошти енергоподачі.
