Нынешний 11-летний цикл активности Солнца даёт все поводы считать его особенным. По прогнозам, его пик придётся на июль 2025 года. Можно только догадываться, что он нам принесёт. До пика ещё два года и прошла только первая неделя августа, но на Солнце произошли две вспышки экстремальной интенсивности, одна из которых задела Землю коронарным выбросом массы, а вторая вырубила радиосвязь по всей Северной Америке и над Тихим океаном.

Вспышка экстремальной интенсивности произошла по правому краю Солнца. Источник изображений: NASA

Вспышка интенсивностью X1.63 произошла 5 августа, а 7 августа зарегистрирована вспышка интенсивностью X1.5. За это же время было 2 вспышки M-класса и 9 вспышек C-класса. Вспышка X-класса 5 августа сопровождалась выбросом коронарной массы Солнца — триллионов тонн вещества.

Более того, произошло два выброса, что привело к проявлению «каннибальского» эффекта — первый поток замедлился, а второй догнал его и поглотил. В результате возникли ударные процессы, которые вызвали сильнейшие гамма-излучение, ускорение потоков плазмы и электромагнитных волн. Этот выброс был на краю Солнца, но он был направлен в сторону Земли и задел её атмосферу по касательной траектории, поэтому явление не имело тех последствий, которые могли бы произойти — это геомагнитные штормы и тому подобное. Хотя, это событие нашло отклик в виде регистрации сильнейшего в истории наблюдений гамма-излучения от солнечной активности.

Зона отключения высокочастотной радиосвязи 7 августа

Вспышка 7 августа хоть и была несколько слабее, но её последствия сказались на высокочастотной радиосвязи по всей территории Северной Америки и над Тихим океаном — её там просто вырубило на время. Для обычного человека такое обычно происходит незаметно, но для служб и работы спутников это может быть чревато инцидентами и, судя по наблюдениям за последние 18 месяцев, подобное будет происходить всё чаще и чаще.

2 июля 2023 года в 19:14 по восточному стандартному времени США (3 июля в 02:14 мск), на Солнце произошла вспышка самого мощного X-класса. Измеренная мощность вспышки была на уровне X1, что далеко от зафиксированного в истории наблюдений максимума X28. Выброс энергии не сопровождался выбросом коронарной массы, но всё равно вызвал последствия в виде нарушения радиосвязи на стороне Земли, обращённой к Солнцу.

Источник изображения: NASA/SDO

Отключение радиосвязи было коротким, но интенсивным. Более сильный выброс энергии способен вызвать сбои в системе навигации, в спутниковой связи и в энергосетях. Последнее вполне способно привести к серьёзным авариям и выходу силового оборудования из строя. Поэтому так важно знать и уметь прогнозировать космическую погоду — вспышки на Солнце и динамику, а также распространение солнечного ветра — заряжённых частиц или солнечной плазмы.

В настоящий момент Солнце проходит восходящий период на траектории своего 11-летнего цикла активности. Пик интенсивности ожидается в июле 2025 года. Ранее учёные прогнозировали общее снижение активности Солнца в текущем 25-м цикле по сравнению с активностью в 24-цикле. Однако то, что мы наблюдаем в последние месяцы явно расходится с этим прогнозом.

Вспышка произошла из пятна AR3354. Выброс плазмы был бы в сторону Земли

Так, эксперты НАСА и NOAA прогнозировали, что пик 25-го цикла будет относительно спокойным и будет сопровождаться примерно 115 солнечными пятнами в момент солнечного максимума. Но уже сейчас по данным Королевской обсерватории Бельгии, количество солнечных пятен достигло 21-летнего максимума, а среднее число солнечных пятен в июне составило 163 в день. Учёные опасаются, что в ближайшие два года Солнце может преподнести нам сюрпризы. Наука почерпнёт в этом много интересного, но простым гражданам сюрпризы от Солнца вряд ли нужны.

В ядре нашей галактики находится сверхмассивная чёрная дыра, которая ведёт себя относительно тихо. Но учёные Страсбургского университета (Франция) доложили об обнаружении следов вспышки в рентгеновском диапазоне, которую крупнейшая чёрная дыра Млечного Пути произвела двести лет назад.

Источник изображений: astro.unistra.fr

В центре Млечного Пути, как и большинства других галактик, находится сверхмассивная чёрная дыра. Она называется Стрелец A*, её масса примерно в 4 млн раз превосходит солнечную, и она действительно ведёт себя относительно тихо по сравнению со своими сверстниками в других галактиках. Так было не всегда: есть подтверждения, что 6 млн и 3,5 млн лет назад Стрелец A* производила колоссальные вспышки излучения, сопровождаемые выбросами материи и ударными волнами, которые до сих пор можно засечь при наблюдении в некоторых диапазонах.

Несколько космических рентгеновских телескопов, включая IXPE, Chandra и XMM-Newton помогли обнаружить в окрестностях Стрельца A* гигантские молекулярные облака с неожиданно ярким свечением в рентгеновском диапазоне. При помощи IXPE была произведена оценка поляризации излучения, которая помогла выявить источник феномена — угол поляризации указал на Стрелец A*, а её степень продемонстрировала, какое расстояние преодолели эти облака с тех пор, как чёрная дыра их выбросила. Это, в свою очередь, помогло учёным понять, когда произошла вспышка — немногим менее двухсот лет назад.

Учёным удалось оценить и яркость вспышки: как выяснилось, в течение некоторого времени сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути сияла в рентгеновском диапазоне примерно в миллион раз ярче обычного. Так ярко светят ядра сейфертовских галактик — примерно как все звезды Млечного Пути вместе взятые. К сожалению, у астрономов XIX века не было возможностей зафиксировать это событие: рентгеновское излучение открыли лишь в конце века.

Знания об истории активности Стрельца A* помогут предсказывать будущее сверхмассивной чёрной дыры. В последние годы она испускает вспышки в рентгеновском и ближнем инфракрасном диапазонах — они могут быть предвестником нового периода повышенной активности Стрельца A*, но могут оказаться и следами попадания в неё неких заблудших объектов.

Учёные Лестерского университета (Великобритания), кажется, разгадали тайну того, почему протозвезда FU Ori в 1200 световых годах от Земли 85 лет назад внезапно увеличила свою яркость и до сих пор её не снизила. Виной вспышка, которая в триллион раз мощнее самой мощной вспышки на Солнце, могло быть разрушение гигантской планеты о расположенный вокруг звезды протопланетный диск из сверхгорячего газа и пыли, и последующее поглощение звездой вещества.

Источник изображений: eurekalert.org

Согласно результатам проведённого исследователями моделирования, к растущей звезде могла слишком близко подойти планета в десять раз крупнее Юпитера. Это привело к «экстремальному испарению» супер-юпитера — планета сгорела в перегретом супе из вещества, вращающегося вокруг звезды, а часть вещества планеты звезда поглотила. Авторы работы охарактеризовали этот процесс как «дисковый ад» для молодых планет. Протопланетные диски считаются чем-то вроде яслей планет, и теперь становится ясно, что в этих яслях царят отнюдь не тишина и покой. Это суровые области, в которых множество, если не большинство молодых планет сжигается или даже поглощается своими звёздами.

Поглощение планеты на начальной стадии.

В предложенной учёными модели в протопланетном диске системы FU Ori образовалась область гравитационной нестабильности и порождённый ею сгусток вещества по размеру больше Юпитера, но с гораздо меньшей плотностью. Этот объект с высокой скоростью приблизился к звезде и на расстоянии около 15 млн км от неё столкнулся с протопланетным диском, настолько горячим, что он сжёг внешние слои атмосферы молодой планеты. Гравитационное воздействие FU Ori породило экстремальные приливные силы, которые растянули планету в одном направлении и сплющили в другом — этот процесс называют «эффектом лапши» или «спагеттификацией».

Поглощение планеты на конечной стадии — в нижней части обозначен её остаток

Всё это обеспечило звезду, вокруг которой вращается протопланетный диск, свежим веществом, которым можно «полакомиться». Возникла мощная вспышка, а звезда стала светиться ярче. Учёные считают, что это не единичный прецедент — аналогичные процессы могут протекать и в других формирующихся звёздных системах, но FU Ori отличают как продолжительность вспышки, так и её яркость, которая в триллион раз превысила любую из солнечных.

Астрономы Саутгемптонского университета (Великобритания) сообщили об обнаружении самой мощной и продолжительной космической вспышки — она в десять раз ярче любой известной сверхновой и в три раза ярче вспышки приливного разрушения, которая возникает при падении звезды в чёрную дыру.

Источник изображения: Felipe / pixabay.com

Событие получило название AT2021lwx, и к настоящему моменту вспышка длится уже более трёх лет — для сравнения, яркие вспышки сверхновых видно лишь несколько месяцев. Событие произошло на расстоянии 8 млрд световых лет от Земли, то есть Вселенной тогда было 6 млрд лет. Исследователи считают, что взрыв порождён поглощаемым сверхмассивной чёрной дырой облаком газа в несколько тысяч раз больше Солнца. При погружении объекта в чёрную дыру через его остатки и её аккреционный диск проходят ударные волны. Такие события являются очень редкими, и ранее ничего подобного наблюдать не приходилось.

В прошлом году учёные зафиксировали самый яркий взрыв за всю историю наблюдений — гамма-всплеск GRB 221009A. Он был ярче, чем AT2021lwx, но и значительно короче, а значит, при вспышке AT2021lwx высвобождается намного больше энергии.

New Technology Telescope. Источник изображения: eso.org

Впервые взрыв AT2021lwx был зафиксирован калифорнийским центром Zwicky Transient Facility, после чего подтверждён телескопами системы ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) на Гавайях. Истинные масштабы события долгое время оставались неизвестными. Учёных Саутгемптонского университета смутила его продолжительность: вспышки сверхновых и приливных разрушений длятся несколько месяцев, но никак не два года. Астрономы исследовали объект при помощи космической обсерватории Neil Gehrels Swift, New Technology Telescope в Чили, и Большого Канарского телескопа.

Проанализировав спектр излучения, разбив его на разные длины волн и проанализировав различные характеристики излучения и поглощения, учёные смогли оценить расстояние до объекта и его яркость у источника. Он оказался сопоставим с квазарами — яркими вспышками, возникающими при постоянном поглощении сверхмассивными чёрными дырами газа, который падает на них с огромной скоростью. Но яркость квазаров колеблется постоянно, тогда как ещё десятилетие назад признаков AT2021lwx ещё не было — вспышка возникла внезапно, став одной из самых ярких во Вселенной, и это действительно беспрецедентно.

Существует несколько гипотез, объясняющих природу взрыва, но наиболее правдоподобной учёные Саутгемптона считают чрезвычайно большое облако газа, преимущественно водорода, или пыли, которое сошло с орбиты вокруг чёрной дыры и устремилось в неё. Астрономы намереваются получить больше сведений об объекте, изучив его излучение в разных фрагментах спектра, включая рентгеновский диапазон — это поможет выявить поверхность объекта и его температуру, а также понять, какие основные процессы там происходят. А последующее моделирование поможет оценить, насколько жизнеспособны их гипотезы.

9 октября 2022 года произошло небывалое ранее событие. Практически все гамма-телескопы в космосе и на Земле оказались ослеплены мощнейшей за всю историю наблюдения гамма-вспышкой. По грубым оценкам, это событие в 1000 раз превзошло интенсивность типичных гамма-всплесков. Датчики приборов не были рассчитаны на такую мощность и не смогли определить силу сигнала. Впрочем, это по чистой случайности удалось сделать китайскому телескопу.

Китайские телескопы, которые смогли. Источник изображения: IHEP

Как отметили в пресс-релизе NASA, данные о событии GRB 221009A, которое также окрестили BOAT — The brightest of all time или, по-русски, «ярчайшим за всё время», — восстанавливали всем миром, включая Россию и Китай. На основе собранной информации сделан вывод, что гамма-всплеск GRB 221009A был в 70 раз мощнее самого яркого предыдущего такого события. Также изучение статистики за всё время наблюдения гамма-вспышек, а их зафиксировано 12 тыс., позволяет сделать вывод, что подобные ярчайшие вспышки могут случаться один раз в 10 тыс. лет.

Данные по событию. Реконструкция для телескопа «Ферми». Источник изображения: NASA's Goddard Space Flight Center and Adam Goldstein (USRA)

По словам китайских астрономов, данные по вспышке GRB 221009A получены в основном благодаря небольшому китайскому орбитальному гамма-телескопу GECAM-C. Чисто случайно почти все датчики аппарата были отключены, когда он вошёл в зону наблюдения за вспышкой GRB 221009A. «Это как прищуриться, когда вы решили взглянуть на Солнце», — пояснили специалисты. Тем самым приборы измерения на борту GECAM-C не были перегружены и смогли получить наиболее полные данные по событию, которые также были дополнены данными с китайского рентгеновского телескопа Insight-HXMT.

По оценкам китайских учёных, интенсивность GRB 221009A была ниже — лишь в 50 раз мощнее самого яркого из прежде зафиксированных всплесков. Обнаружена другая странность. Луч выброса был очень и очень узким — всего 0,7 °, тогда как раскрытие ранее фиксируемых джетов обычно было порядка 5 °. Эти данные могут дать новую пищу для уточнения моделей поведения сверхновых, схлопывающихся в чёрную дыру — именно в эти моменты происходят гамма-всплески, как считают учёные. По их мнению, гамма-всплеск — это первый вздох только что родившейся чёрной дыры.

В то же время, ярчайший гамма-всплеск GRB 221009A не был самым мощным по выбросу энергии. Ярким он стал только по одной причине — он был направлен точно на Землю. Вернее, Земля оказалась на его пути, ведь само событие произошло 2 млрд лет назад и луч преодолел это расстояние за соответствующее количество лет. Очень хорошо, что такое происходит не так часто, не с такой точностью и не так близко. Если подобный выброс даже краешком затронет Землю после возникновения в нашей галактике, наша планета может стать стерильной от любой биологической жизни.