В 2023 году международная группа исследователей совершила поистине эпохальное открытие, обнаружив следы самой масштабной в истории солнечной бури. Для выявления этого события ученые провели тщательный анализ ветвей и стволов северных деревьев, которым более 14 тысяч лет. В ходе исследований были изучены годичные кольца древних древесных остатков, найденных в Альпах, что позволило выявить резкий и необычайно высокий всплеск радиоуглерода, который служит индикатором масштабных космических воздействий. Эта солнечная буря, произошедшая около 14 300 лет назад, несравненно сильнее ранее известных подобных событий и несет важные уроки для современного общества и науки о Солнце. Ученые традиционно используют радиоактивный углерод, или радиоуглерод, для анализа исторических и природных процессов.
Радиация от космических лучей взаимодействует с атмосферой Земли, вызывая образование изотопов углерода, которые затем накапливаются в живых организмах. Изучая тонкие слои годичных колец дерева, исследователи смогли с большой точностью обнаружить узкие временные окна, когда уровень радиоуглерода резко возрастал из-за интенсивного воздействия солнечных частиц. В новом исследовании участвовали специалисты из Университета Лидса, Коллежа де Франс и нескольких европейских научных центров. Они исследовали субфоссильные древесные остатки, найденные в устьях реки Друзет в Южных Французских Альпах. Особенность этих деревьев в том, что они не успели полностью превратиться в ископаемые останки, поэтому сохранили все мельчайшие детали годичных колец.
Методика измерения радиоуглеродного содержания в каждом кольце позволила выявить необычное и быстрое увеличение уровня изотопа, что подтвердило крайне интенсивное излучение, исходившее от Солнца около 14 300 лет назад. Для проверки данных и придания результатам большей надежности исследователи также сопоставили радиоуглеродные показатели с содержанием бериллия-10 — другого редкого изотопа, образование которого тоже связано с космическим излучением. Изотопы бериллия тщательно анализировали в ледяных кернах, взятых в Гренландии. Совместное использование этих данных укрепило гипотезу о масштабной солнечной буре, которая превзошла все известные ранее события, в том числе знаменитое Кэррингтоново событие 1859 года. Кэррингтоново событие считается самой сильной зарегистрированной в современной истории солнечной бурей, которая вызвала разрушения телеграфных систем и ярчайшее северное сияние, видимое в низких широтах.
Однако новая находка показывает, что в далеком прошлом Солнце могло генерировать вспышки, превышающие по мощности даже это событие почти в два раза. Это меняет наше понимание солнечной активности и поднимает вопросы о том, насколько уязвимы современные технологии перед такими катастрофическими выбросами энергии. Современное общество чрезвычайно зависит от электроэнергетики, спутниковой связь и телекоммуникаций, которые могут оказаться парализованными в случае возникновения подобного масштабного солнечного шторма. Потеря связи, выход из строя электроники, повреждения электросетей и радиационные угрозы для космонавтов и авиаперелетов могут вызвать тяжелые последствия для экономик и безопасности разных стран. Именно поэтому ученые акцентируют необходимость углубленных исследований и разработки мер, которые позволят снизить риски при повторении подобных событий.
Новое открытие года 2023 не только расширяет временные рамки изучения солнечной активности, но и подтверждает существование так называемых событий Миякэ — экстремальных всплесков радиоуглерода, которые за последние 15 000 лет случались, по крайней мере, девять раз. Известные события в 774 и 993 годах нашей эры уже широко изучались, но теперь найденное событие в Альпах стало самым мощным из всех известных, что требует нового взгляда на длительную динамику активности Солнца. Важнейшим аспектом исследования является методика дендрохронологии — точного определения возраста древесных колец, которая, в сочетании с радиоуглеродным анализом, воспроизводит точную хронику солнечной активности за тысячи лет. Согласно словам ведущих ученых, без таких данных мы не можем подробно понять причины возникновения экстремальных солнечных вспышек, их частоту, а также возможности их прогнозирования. В итоге работа исследователей не только проливает свет на давно минувшие космические явления, но и служит предупреждением для современного общества.
Наш технологический уклад, зависящий от электроэнергии и связи, крайне уязвим перед активностью Солнца, которая способна вызвать длительные отключения и серьезные разрушения. Подготовка и укрепление инфраструктуры, создание защитных мер и развитие научных моделей прогнозирования являются приоритетными задачами для минимизации последствий будущих солнечных бурь. Кроме того, это научное достижение способствует более глубокому познанию процессов, влияющих на климат и биосферу Земли в далеком прошлом. Восстановление полной картины солнечной активности за тысячи лет помогает не только изучать космическую погоду, но и связывать ее с эволюцией природных условий, что актуально для разных областей науки, от астробиологии до геологии. Таким образом, обнаружение крупнейшей солнечной бури в годичных кольцах древних деревьев Альп — одно из ключевых событий в современном исследовании космоса, позволяющее расширить горизонты знания о нашей звезде и ее влиянии на Землю.
Это открытие кидает вызов представлениям об устойчивости солнечной активности, одновременно поднимая важные вопросы о необходимости подготовки человечества к будущим экстремальным космическим событиям.
