Slnko dokáže vygenerovať desivú supererupciu. Zmenila by život na Zemi

Astrofyzici dlhé desaťročia predpokladali, že naše Slnko patrí medzi mimoriadne pokojné hviezdy svojho typu. Hoci na ňom pravidelne zaznamenávame výrony koronálnej hmoty a energetické záblesky, vedci sa domnievali, že nedokáže vyprodukovať takzvanú supererupciu. Tento zdanlivý pokoj sme považovali za kľúčový faktor, vďaka ktorému sa na Zemi mohol bez prerušenia vyvinúť komplexný život.

Najnovšia prelomová štúdia, ktorú viedla Natalie Krivova z Inštitútu Maxa Plancka pre výskum slnečnej sústavy a publikoval prestížny vedecký časopis Philosophical Transactions A, však tento dlhoročný predpoklad definitívne vyvracia. Slnko má fyzikálne dispozície na to, aby odpálilo monštruózny záblesk, aký bežne pozorujeme len pri divokých cudzích hviezdach v hlbokom vesmíre.

Ak by takáto udalosť zasiahla modernú planétu závislú od elektroniky a satelitov, následky by boli katastrofálne pre celú globálnu infraštruktúru. Podobné odhalenia ukazujú, že vesmír okolo nás zostáva nevyspytateľný, o čom svedčí aj fakt, že vedci vyriešili záhadu najbizarnejšieho signálu, ktorý zachytili, pričom astrofyzika neustále posúva hranice nášho poznania.

Ako vznikajú gigantické erupcie na povrchu hviezdy

Slnečné erupcie predstavujú náhle a masívne uvoľnenie energie, ku ktorému dochádza v takzvaných aktívnych oblastiach. V týchto zónach sa magnetické siločiary vplyvom rotácie a prúdenia plazmy zamotávajú a vytvárajú obrovské magnetické napätie. Keď sa tieto línie náhle pretrhnú a znovu prepoja, dôjde k explozívnemu uvoľneniu naakumulovanej energie do okolitého priestoru.

Tieto zóny na povrchu Slnka bežne pozorujeme ako tmavé slnečné škvrny. Po každej silnej erupcii zanechá udalosť v slnečnej atmosfére jasne žiariace stopy, známe ako erupčné pásy. Tím vedcov z Inštitútu Maxa Plancka analyzoval podrobné merania zo satelitu SDO (Solar Dynamics Observatory), ktorý prevádzkuje americká vesmírna agentúra NASA v rokoch 2010 až 2016.

Vedci pri analýze stoviek zaznamenaných erupcií objavili veľmi presný matematický vzťah. Celková plocha aktívnej oblasti priamo určuje veľkosť erupčných pásov a predovšetkým maximálnu možnú energiu, ktorú môže výbuch dosiahnuť. Kľúčovým zistením bolo, že potenciálna energia erupcie rastie exponenciálne s veľkosťou plochy zasiahnutej magnetickým skratom.

Záhada Carringtonovej udalosti a sila 10³³ erg

S týmto novým matematickým aparátom sa výskumníci pozreli hlboko do histórie slnečných pozorovaní. Najslávnejšou zaznamenanou slnečnou búrkou v moderných dejinách zostáva Carringtonova udalosť z roku 1859. Tento incident spôsobil polárne žiary viditeľné až v Karibiku, kde si ľudia mohli v noci pri ich svetle čítať noviny, no zároveň spôsobil požiare na vtedajších telegrafných staniciach.

Podľa prepočtov tímu Natalie Krivovej dokázala slnečná škvrna, ktorá stála za Carringtonovou udalosťou, vygenerovať energiu na úrovni približne 10³³ erg (tradičná jednotka používaná v astrofyzike). Táto hodnota takmer presne korešponduje s modernými odhadmi sily tejto historickej búrky na základe geomagnetických záznamov.

Hoci táto energia spôsobila masívne geomagnetické poruchy, stále sa tesne nepriblížila k hranici skutočnej supererupcie. Výpočty však potvrdili, že odvodený model funguje spoľahlivo nielen na moderných satelitných dátach, ale aj na historických pozorovaniach spred viac ako storočia.

Veľká slnečná škvrna z roku 1947 prekonala všetky limity

Carringtonova udalosť však nebola najväčšou slnečnou škvrnou, akú astronómovia kedy na povrchu našej hviezdy zaznamenali. Tento historický rekord drží Veľká slnečná škvrna z roku 1947, ktorá dosahovala viac než dvojnásobok rozlohy Carringtonovho regiónu. Vedci vtedy podrobne zmapovali jej komplexnú štruktúru z observatória Mount Wilson.

Keď výskumníci dosadili parametre tejto obrovskej škvrny do svojho nového modelu, výsledky ich zaskočili. Oblasť disponovala teoretickým potenciálom uvoľniť energiu presahujúcu 10³⁴ erg. Týmto číslom Slnko jednoznačne prekročilo teoretický prah pre vznik supererupcie.

Dôležité je zdôrazniť, že samotná škvrna v roku 1947 našťastie celú túto energiu neodpálila v jedinom gigantickom záblesku. Fyzikálna realita však nepustí, pretože Slnko malo v danom momente reálnu kapacitu vyprodukovať rovnako ničivú erupciu, aké bežne vidíme pri vzdialených nestabilných hviezdach.

Prečo by moderná civilizácia čelila globálnemu kolapsu

Samotná existencia obrovskej škvrny automaticky neznamená, že k supererupcii nevyhnutne dôjde. Vznik takejto magnetickej konfigurácie si vyžaduje mimoriadne vzácnu súhru fyzikálnych podmienok hlboko pod povrchom Slnka. Ak sa však takáto udalosť odohrá a jej výron bude smerovať priamo k Zemi, následky pre ľudstvo budú bezprecedentné.

Supererupciu totiž sprevádza masívny výron koronálnej hmoty (CME), ktorý predstavuje miliardy ton vysokoenergetickej plazmy letiacej vesmírom rýchlosťou tisícov kilometrov za sekundu. Náraz takéhoto mračna do zemskej magnetosféry by vyvolal extrémne geomagnetické indukované prúdy v elektrických sieťach po celom svete.

Masívne transformátory vysokého napätia by v priebehu niekoľkých minút vyhoreli, čo by viedlo k výpadku elektriny na celých kontinentoch. Výroba náhradných transformátorov trvá mesiace až roky, čo znamená, že obnova civilizačnej infraštruktúry by trvala extrémne dlho. Okrem rozvodných sietí by okamžite zlyhala satelitná navigácia, telekomunikačné systémy aj letecká doprava.

Kozmická ruleta a reálne riziko pre našu infraštruktúru

Štatistické odhady astronómov naznačujú, že extrémne slnečné udalosti s potenciálom vážne poškodiť pozemskú techniku nastávajú približne raz za storočie až niekoľko storočí. S každým ďalším rokom rastie pravdepodobnosť, že naša planéta vstúpi do dráhy masívneho výronu plazmy.

Súčasná globálna energetická sieť a komunikačné technológie nie sú na takýto zásah dostatočne dimenzované. Odborníci preto dlhodobo volajú po lepšom systéme včasného varovania a budovaní odolnejších záložných mechanizmov, ktoré by v prípade hroziaceho zásahu umožnili kritické uzly včas odpojiť.

Štúdia Natalie Krivovej a jej kolegov slúži ako zásadné varovanie pre celý svet. Naša materská hviezda nám síce poskytuje teplo a svetlo nevyhnutné pre život, no zároveň zostáva gigantickým termonukleárnym reaktorom s ničivým potenciálom, ktorý nesmieme podceňovať.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda