Mordercza eksplozja. Raz na sto lat gwiazdy takie jak Słońce emitują rozbłysk o energii biliona bomb wodorowych

Spis treści:

1. Co wiemy o aktywności gwiazd takich jak Słońce
2. Jak często Słońce emituje superrozbłysk?
3. Co nam daje wiedza o superrozbłyskach?

Słońce bywa niespokojną gwiazdą. Jego aktywność zmienia się cyklicznie, a cykl słoneczny trwa ok. 11 lat. W tej chwili mamy tzw. maksimum słoneczne. To okres, kiedy Słońce emituje najwięcej rozbłysków i powiązanych z nimi koronalnych wyrzutów masy. Docierające do Ziemi zjonizowane cząstki są przyczyną burz magnetycznych i pojawiania się zórz polarnych.

Od czasu do czasu jednak Słońce uaktywnia się szczególnie mocno. Staje się wówczas źródłem emisji wyjątkowo dużych ilości energii. Ślady takich zdarzeń naukowcy znajdują na Ziemi – np. w słojach drzew albo w próbkach lodu sprzed mileniów. Można z nich wyczytać, że w przeszłości na Słońcu dochodziło do superrozbłysku. W czasie takiej eksplozji gwiazda taka jak Słońce może uwolnić nawet kwadryliard dżuli energii (kwadryliard to jedynka z 27 zerami).

Co to tak naprawdę oznacza? „Superrozbłyski uwalniają więcej energii niż bilion bomb wodorowych. I sprawiają, że wszystkie dotychczas zarejestrowane rozbłyski słoneczne wydają się przy nich blade” – napisano w oświadczeniu prasowym opublikowanym na stronie Instytutu Maksa Plancka do Badań Układu Słonecznego (ang. Max Planck Institute for Solar System Research, MPS).

Co wiemy o aktywności gwiazd takich jak Słońce

Bilion bomb wodorowych brzmi groźnie. Najsilniejsza dotychczas burza magnetyczna uderzyła w Ziemię w połowie XIX wieku. Był to tzw. Carrington Event – nazwany tak od nazwiska astronoma, który w 1859 roku zaobserwował rozbłysk słoneczny będący źródłem potężnego koronalnego wyrzutu masy. Uwolniła się wówczas energia odpowiadająca wybuchowi 10 miliardów bomb atomowych o sile jednej megatony (jak wyliczył w 2021 r. fizyk słoneczny Hugh Hudson).

Ponad sto pięćdziesiąt lat temu nie mieliśmy jeszcze satelitów, zaś systemy komunikacyjne znajdowały się w powijakach. Skutkiem burzy była więc „zaledwie” przerwa w działaniu telegrafu w Europie i Ameryce Północnej. A także zorza polarna, którą widziano nawet na Karaibach. Dzisiaj szacuje się, że rozbłysk z 1859 r. uwolnił zaledwie setną część energii superrozbłysku.

Jak często Słońce emituje superrozbłysk?

Superrozbłyski interesują więc bardzo naukowców. Oczywiście podstawowe pytanie brzmi – jak często Słońce emituje superrozbłysk, który mógłby zafundować nam zdarzenie takie jak Carrington Event albo nawet silniejsze od niego? Odpowiedź nie jest prosta. Słońce ma już ponad 4,6 mld lat, zaś obserwujemy je zaledwie od niecałych stu lat.

– Nie możemy obserwować Słońca przez tysiące lat. Jednak możemy monitorować zachowanie tysięcy gwiazd bardzo podobnych do niego w krótkich okresach – opowiada o idei najnowszych badań prof. Sami Solanki. Solanki jest dyrektorem MPS oraz współautorem artykułu o słonecznych superrozbłyskach, jaki ukazał się wczoraj w najważniejszym czasopiśmie naukowym na świecie, czyli w „Science”.

Międzynarodowy zespół naukowców objął analizą 56 450 gwiazd podobnych do Słońca. W latach 2008–2013 dane o nich zbierał Teleskop Keplera. Wybrano gwiazdy o jasności i temperaturze powierzchni takich jak dla Słońca. Następnie na zdjęciach pracochłonnie poszukiwano śladów supperrozbłysków. I udało się je znaleźć. Było ich 2889, a wyemitowało je 2527 z analizowanych 56 tys. gwiazd. Co pozwoliło policzyć, że gwiazdy podobne do Słońca emitują superrozbłysk średnio raz na stulecie.

Co nam daje wiedza o superrozbłyskach?

To ważne ustalenie, nie tylko z powodu szacowanej energii superrozbłysków. Także dlatego, że wcześniej przyjmowano, iż do tego rodzaju zdarzeń dochodzi raz na tysiąc albo nawet raz na dziesięć tysięcy lat. W ciągu ostatnich dwunastu tysięcy lat naukowcy zidentyfikowali tylko pięć pewnych i trzy możliwe wyjątkowo silne burze słoneczne (m.in. na podstawie badań dendrologicznych i rdzeni lodowych). Co oznaczało, że do ekstremalnych zdarzeń na Słońcu miałoby dochodzić raz na 1500 lat.

Jednak ta wielkość – jak wynika z najnowszych badań – jest najprawdopodobniej znacznie zaniżona. – Byliśmy bardzo zaskoczeni, że gwiazdy podobne do Słońca są podatne na tak częste superrozbłyski – powiedział dr Valeriy Vasilyev z MSP, pierwszy autor badań.

Artykuł w „Science” nie przesądza, kiedy pojawi się kolejny superrozbłysk. Ani czy będzie towarzyszył mu koronalny wyrzut masy, źródło burzy magnetycznej. Jednak pozwala się przygotować na tego rodzaju zdarzenie. Np. opracowując coraz dokładniejsze prognozy pogody kosmicznej wraz z alertami dla operatorów satelitów. Wcześniej ostrzeżeni, w razie rozbłysku wyłączyliby oni na jakiś czas satelity, by uchronić ich elektronikę przed zniszczeniem.

Źródła: EurekAlert, Science

Nasza autorka

Magdalena Salik

Dziennikarka i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com