Эссе о мировом пожаре

Солнце считается постоянной звездой, практически не изменяющей яркости. Но последние данные астрофизики дают основания для беспокойства. Ведь увеличение или уменьшение потока лучистой энергии от дневного светила всего на 5% имело бы катастрофические последствия для Земли. Поэтому так важно разобраться в проблеме.

Бурная молодость Солнца

Когда наше Солнце было еще молодо и существовало не более нескольких сотен миллионов лет, оно было весьма опасным соседом. Теперь, 4 млрд лет спустя, светило выглядит гораздо спокойней и стабильней, подобно остепенившемуся с годами человеку. Но и в наше время на его поверхности происходят чудовищные потрясения.

Например, 30 апреля 2001 г. по радио и телевидению было объявлено о появлении колоссальной группы солнечных пятен, видимых невооруженным глазом. Автор книги имел возможность убедиться в этом с первого же взгляда (разумеется, через темное стекло). Черная точка правее центра солнечного диска просто бросалась в глаза. В телескоп же экзотическое зрелище просто повергало в ужас. Уже через несколько суток газеты сообщили о чудовищной вспышке, которая случилась в той же группе пятен 2 апреля. По мощности с тем взрывом сравнилось бы лишь извержение 10 млн вулканов Земли. Аналогичная вспышка 1989 года так «тряхнула» магнитное поле планеты, что электросети не выдержали наведенного тока и 6 млн человек в канадской провинции Квебек остались без света. Мощный поток радиации тогда прервал прием радиопередач и телевидения. А ведь вспышка 2 апреля 2001 г. была еще мощнее. Такого события не фиксировали с 1976 г. К счастью, рекордный взрыв произошел на самом краю солнечного диска, и его радиация как бы промахнулась мимо Земли. Но все же были отказы в работе навигационных систем и нарушилась радиосвязь в районе Тихого океана.

Такие потрясения — сущий пустяк по сравнению с «шалостями» молодого Солнца. Тонкий изотопный анализ метеоритов и образцов лунного грунта позволил ученым определить, что наше дневное светило было тогда гораздо активней. Самый высокий максимум солнечной активности XX столетия (1957—1958 гг.) дает представление о среднем уровне деятельности древнего Солнца.

Представить себе молодое Солнце можно, наблюдая аналогичные звезды на заре их эволюции. Примером может служить слабая красная звездочка BY из созвездия Дракон. Приблизительно так выглядело и наше дневное светило до того, как в нем пошли ядерные реакции. На BY Дракона находятся гигантские пятна или их группы, покрывающие порядка четверти видимой поверхности звезды. На современном же Солнце пятна занимают лишь тысячные доли площади его диска. BY Дракона вращается вокруг оси в семь раз быстрее нашего светила (оборот за 4 суток) и благодаря пятнам периодически разгорается и тускнеет. Общая площадь пятен медленно колеблется со временем, изменяя яркость звезды на 30% с циклом 50—60 лет. Если так же вело себя Солнце, вся Земля превращалась бы то в Антарктиду, то в Сахару.

Но, как хорошо известно ученым, именно в группах солнечных пятен происходят вспышки. Причем чем крупнее группа, тем мощнее вспышка. Поэтому катастрофы в гигантских пятнах молодого Солнца должны были быть гораздо мощнее. Действительно, на BY Дракона наблюдались взрывы с мощностью, сравнимой с излучением звезды. Солнечные же вспышки составляют порядка лишь 0,01% полной мощности нашего дневного светила. Более того, у звезды YZ Большого Пса 19 января 1969 г. случилась вспышка, которая светила как 18 солнц!

Как показали исследования, активность звезд затухает со временем. Обычно гигантские вспышки наблюдаются у звезд с возрастом от сотен тысяч до сотен миллионов лет. Но там, где есть правило, могут быть и исключения. За таковыми обратимся к авторитетному эксперту — доктору физико-математических наук Р.Е. Гершбергу, который уже почти 40 лет изучает вспыхивающие звезды в Крымской астрофизической обсерватории. В монографии по интересующему нас предмету ученый пишет:

«Существующие сейчас данные позволяют сделать вывод, что возраст вспыхивающих звезд заключен в огромном диапазоне величин: есть молодые вспыхивающие звезды и их подавляющее большинство, но есть и такие, возраст которых сравним с возрастом Галактики».

Если это так, то логично задать еретический вопрос: а не случаются ли супервспышки изредка и на нашем Солнце? Ведь последствия были бы катастрофичными.

Предчувствие апокалипсиса

По-видимому, одним из первых о переменности Солнца писал еще ветхозаветный пророк Исайя: «И свет луны будет, как свет солнца, а свет солнца будет всемеро, как свет семи дней в тот день...» Здесь недвусмысленно говорится об увеличении яркости нашей звезды и соответственно Луны в несколько раз на протяжении времени порядка суток. И в «Откровении святого Иоанна Богослова» вновь встречаемся с описанием гигантской вспышки: «Четвертый Ангел вылил чашу свою на солнце: и дано было ему жечь людей огнем. И жег людей сильный зной; и они хулили имя Бога...». Столь странное описание, по-видимому, имеет вавилонские корни. Ведь и халдейский жрец-историк Берос писал об огненных катастрофах, обрушивающихся на Землю через долгие промежутки времени. Так же, по свидетельству Цензорина, считал и великий Аристотель. Даже по другую сторону Атлантики ацтеки рассказывали о так называемой эре бога Тлалока, окончившейся вселенским пожаром... Фантазия и преувеличения? Но подобные описания встречаются и в современной астрономической литературе.

Удивительную статью опубликовал доктор Т. Голд в известном журнале Science 26 сентября 1969 г. Изучив снимки лунной поверхности, только что сделанные астронавтами «Аполлона-11», он обнаружил необычные образования — небольшие участки поверхности, покрытые стеклянной корочкой. Выясняя возможные причины этого феномена, Т. Голд пришел к сенсационному заключению:

«Остекловывание поверхности имеет место, видимо, благодаря радиационному нагреву: это предполагает гигантскую солнечную вспышку в геологически недавние времена... Вспышечный нагрев требует..., чтобы светимость Солнца увеличилась более чем в 100 раз по сравнению с современной величиной на время от 10 до 100 секунд... Вспышечный нагрев лунной поверхности мог произойти достаточно недавно, поскольку микрометеориты не разрушили стекло и его не засыпал грунт... Вряд ли оплавление поверхности сохранилось бы спустя 100 000 лет, и, вероятно, ему не более 30 000 лет».

Сообщение Т. Голда вызвало бурную дискуссию, не оконченную до сих пор. Возможно, существуют и другие доводы в пользу солнечных супервспышек в недавнем прошлом.

Например, экспедиция «Аполлона-12» доставила на Землю лунный камень, известный под номером 12070. Группа американских геохимиков обнаружила в образце аномально повышенную концентрацию изотопа уран-236 по сравнению с содержанием урана-238. По мнению исследователей, уран-236 образовался из урана-238 под действием протонов солнечных вспышек. Однако для этого требовалось раз в сто более высокий поток протонов, чем обычно. Причем усиление потока должно было произойти от 2 до 100 млн лет назад. Чем не супервспышка?

Через 8 лет польский физик Л. Вдовчик и его британский коллега Э. Вольфендейл вновь вернулись к гипотезе о супервспышках — чудовищных взрывах с энергией в тысячи раз большей, чем у крупнейших из наблюдавшихся солнечных вспышек. Действительно, давно известно, что чем мощнее вспышки, тем реже они наблюдаются. Простое продолжение этой зависимости в неисследованную область больших энергий и приводит к возможности невообразимо мощных, но чрезвычайно редких взрывов. Согласно расчетам Вдовчика и Вольфендейла, излучение супервспышки способно разрушить озоновый слой Земли, что приведет к снижению средней температуры на Земле и гибели многих видов растений и животных от ультрафиолетового излучения Солнца.

К сожалению (или к счастью?), пока не удалось обнаружить надежные следы супервспышек Солнца. Судя по содержанию изотопа C¹⁴ в кольцах древних деревьев, таких событий за последние 7 тысячелетий определенно не было. И хотя во льдах Гренландии и Антарктиды обнаружены следы увеличения потока космических лучей 13—15 тысяч лет назад, Солнце — далеко не единственная возможная причина этого феномена. Более древние же эпохи, отстоящие от нас на миллионы и более лет, пока труднодоступны охотникам за супервспышками...

Дурные приметы

Но все же существует возможность проверки обоснованности опасений «мирового пожара». Еще четверть века назад Т. Голд указал на то, что «всплески светимости в 100 раз на десятки секунд каждые десятки тысяч лет у звезд солнечного типа могли бы быть незамеченным астрономическим феноменом». Но если следить не за одной, а за множеством звезд, шансы зарегистрировать супервспышку становятся вполне реальными.

Такую работу проделал американский астроном Б.И. Шефер. Итогом его архивных поисков стала увлекательная статья «Вспышки нормальных звезд», опубликованная ведущим астрофизическим журналом мира The Astrophysical Journal в 1989 г.. Б.И. Шефер составил список из 24 «нормальных» звезд, у которых совершенно неожиданно наблюдались яркие вспышки. Перечислим лишь наиболее интересные примеры.

4 декабря 1969 г. звезда Бета из созвездия Жираф на четверть секунды стала ярче в 3 раза. Случайно в это время ее окрестности наблюдались телевизионной установкой с борта специального самолета НАСА. Журнал «Sky and Telescope» опубликовал 12 кадров того телефильма, на которых четко видна вспышка именно звезды, а не случайного метеора. Бета Жирафа состоит из далеко отстоящих друг от друга двух звезд-гигантов с температурами поверхностей, не очень отличающимися от солнечной.

В 1987 г. У. Кук видел, как звезда п Змееносца на полторы минуты стала ярче в... 600 раз! Эта одинокая звезда считается гигантом постоянного блеска с температурой, близкой к солнечной.

У рыжей звезды-гиганта Тау созвездия Северная Корона наблюдалась вспышка длительностью всего в полсекунды, но поток света от нее тогда возрос в 5 раз. Похожая на наше Солнце МТ Тельца на короткое время удвоила свою светимость. Вспышка была сфотографирована.

Наблюдатели в Германии, Италии и Австрии независимо сообщили, что 6 марта 1899 г. видели звезду S из созвездия Печь в 14 раз более яркой, чем обычно. Это светило напоминает наше Солнце.

Но если на звездах, не намного более горячих, чем Солнце, в принципе возможны супервспышки — аналоги обычных солнечных вспышек, то механизм таких феноменов на горячих звездах совершенно загадочен. Дело в том, что обычные вспышки тесно связаны с солнечными пятнами, возникающими в слое хаотического перемешивания звездного вещества (в так называемой зоне конвективного переноса энергии). Но у горячих звезд такой слой должен отсутствовать или быть очень тонким, соответственно не должно быть и пятен на их видимых поверхностях. А тем не менее чудовищные взрывы наблюдались и там.

Так, телевизионная камера бесстрастно зарегистрировала, как слабая голубоватая (а значит, гораздо более горячая звезда, чем Солнце) звездочка HD 160202 приблизительно на сотню секунд стала ярче более чем в 600 раз! При другой вспышке та же звезда стала ярче в 6 раз. Похожие явления отмечены и у голубых солнц — BD+ЗГ 1048 у 66-й звезды Змееносца. А фотометр объективно зарегистрировал вспышку белого гиганта SS199 11 в 9 раз на 18 минут. И подобных примеров немало.

Поэтому вряд ли стоит игнорировать сообщения о визуальных наблюдениях явно повышенного блеска ярких звезд. Например, «Sky and Telescope» напечатал удивительное письмо своего читателя:

«Я видел невооруженным глазом звезду 1,5 звездной величины в одном градусе юго-восточнее Денеба. Этот объект, который, как я уверен, был 56-й звездой Лебедя, оставался неизменно ярким до захода в 5:45 утра. В тот же день я вернулся из Саванны в школу в Спрингфилде (Миссури), где в 9:30 вечера 56-я Лебедя наблюдалась нормальной яркости (5-й звездной величины)».

Нечто подобное удалось увидеть и минчанину В. Аскирко: «22/23 мая 1993 г. наблюдалась вспышка g Малой Медведицы до 1 [звездной величины]; звезда была видна только одни сутки». Заметим, что речь идет о звезде 3-й величины.

Б.И. Шефер подробно проанализировал возможные источники ошибок наблюдений и пришел к выводу:

«Однако имеется слишком много и слишком хорошо документированных случаев ярких вспышек нормальных звезд для того, чтобы игнорировать их... Возможно, эти вспышки являются свидетельством редкого класса ранее неизвестного феномена. Если это так, то «средняя» звезда переживает вспышку приблизительно раз в столетие, хотя Солнце должно иметь гораздо более длительный интервал повторения таких феноменов».

Таким образом, не исключено, что древнее библейское пророчество однажды станет реальностью, «а свет солнца будет всемеро, как свет семи дней»...

Литература

1. Chapman J. The solar ray gun // Daily Mail, 2001, April 5, № 32601, p. 27.

2. Sakurai K. The Sun as an inconstant star // Space Science Reviews, 1984, vol. 38, № 3—4, p. 243—279.

3. Phillips M.J., Hartmann L. Long-term variability of dMe stars // The Astrophysical Journal, 1978, vol. 224, № I, Pt. l, p. 182—184.

4. Гершберг Р.Е. Вспыхивающие звезды малых масс. М.: Наука, 1978, 128 с.

5. Книга пророка Исаи // Библия. Книги священного писания Ветхого и Нового Завета. Чикаго: Славянское Евангельское Общество, 1990, с. 811 (30:26).

6. Откровение святого Иоанна Богослова // Библия. Книги священного писания Ветхого и Нового Завета. Чикаго: Славянское Евангельское Общество, 1990, с. 1489 (16: 8—9).

7. Араго Ф. Общепонятная астрономия. С.-Петербург: Общественная польза, т. 4, 1861, с. 580.

8. Мифологический словарь / Под ред. Е.М. Мелетинского. М.: Сов. энциклопедия, 1991, с. 672.

9. Gold T. Apollo 11 observations of a remarkable glazing // Science, 1969, vol. 165, № 3900, p. 1345—1349.

10. Gold and the glassy craters // Nature, 1970, vol. 226, p. 598.

11. Хейманн Д. Испускание частиц Солнцем в прошлом // Веб.: Поток энергии Солнца и его измерения. Под ред. О. Уайта. М.: Мир, 1980, с. 444.

12. Владимирский Б.М., Кисловский Л.Д. Космические воздействия и эволюция биосферы. М.: Знание, 1986, с. 13—22.

13. Schaefer B.E. Flashes from normal stars // The Astrophysical Journal, 1989, vol. 337, № 2, Pt. 1, p. 927—933.

14. Kuhns J.L. Letter // Sky and Telescope, 1976, vol. 52, № 6, p. 428.

15. Аскирко В. Вспышка Гаммы Малой Медведицы // Небо и Человек (г. Минск), 1995, № 3(9), с. 1.