Сонце за лічені хвилини може знеструмити пів континенту і паралізувати життя на Землі. Це не фантастика — воно вже так робило і точно зробить у майбутньому. Переказуємо історію The New Yorker

Сонце, на відміну від Землі, — це дуже гарячий газ, а не тверде тіло. Через це на ньому постійно відбуваються спалахи, які можна порівняти з вибухом величезної термоядерної бомби. Вони непомітні для самої зірки, але дуже небезпечні для Землі ― коли спалах відбувається в її напрямку. Такі сонячні шторми здатні швидко обвалити роботу банківської системи, телебачення, звʼязку і, головне, у величезних масштабах вимкнути електрику. Подібне вже траплялось сто років тому, однак завдяки менш розвиненим технологіям наслідки були не такими катастрофічними. Наступного разу все буде інакше — спалах на Сонці стане смертельною небезпекою для сотень мільйонів людей та може занурити людство в наймасштабніший в історії блекаут. Поки єдине, що роблять уряди країн, аби запобігти цьому, — розвивають центри дослідження космічної погоди, які допоможуть краще передбачати поведінку Сонця. У США працюють приблизно 20 таких спеціалістів. Іноді вони радять пілотам літаків, космічним компаніям та операторам супутників дещо змінити маршрут. Переказуємо великий матеріал The New Yorker про те, чому Сонце несе так багато небезпеки, а майже вся сучасна невидима інфраструктура так сильно залежить від системи GPS.

У кінці серпня 1859 року мешканці Гавани, Панами й Рима помітили вкрай незвичне явище: у сутінках і вночі небо над ними яскраво світилося. То було північне сяйво, яке більшість мешканців цих широт побачили вперше в житті. Це тривало до початку вересня ― і сяйво було настільки яскравим, що золотошукачі в горах на півдні США починали готувати сніданки, а дезорієнтовані пташки ― співати своїх ранкових пісень.

У той самий час по всьому світу почалися збої в роботі телеграфу. Десь система взагалі переставала працювати, десь абоненти несподівано отримували нечитабельні набори символів. А частина телеграфних станцій взагалі працювала без живлення ― так, ніби сама атмосфера Землі стала для них джерелом і провідником електричного струму. Магнетометри ― пристрої, що вимірюють зміни в магнітному полі Землі ― зашкалювали. У 1921 році північне сяйво знову зʼявилося біля екватору, спричинило перебої в русі поїздів через зайві електричні сигнали, а також пожежі на кількох підстанціях нью-йоркського метро.

Причиною цих збоїв стали спалахи на Сонці. Тисячі років людство помічало їхні прояви лише у вигляді північного сяйва. Однак у ХХІ столітті, коли електрика стала фактично запорукою існування цивілізації, усе докорінно змінилося. На думку Федерального агентства з надзвичайних ситуацій США, сильні шторми на Сонці ― одна з двох речей, які можуть паралізувати життя на Землі. Друга ― пандемія.

Геліофізики ― ті, хто досліджують Сонце ― досі мало знають про його внутрішню структуру. Точно відомо, що Сонце, на відміну від Землі, не тверде ― це плазма, газ, нагрітий до мільйонів градусів за Цельсієм. Саме тому воно обертається довкола своєї осі нерівномірно ― на екваторі за 25 днів, а біля полюсів ― за 33. Через це магнітне поле Сонця перебуває у стані перманентної кризи. Воно перекручується, ніби стрічка, центральну частину якої обертають швидше за кінці. Зрештою це поле неминуче розривається і виплескує частину енергії у відкритий космос. Після цього на якийсь час Сонце «заспокоюється». Коли і де станеться наступний розрив магнітного поля ― науковці поки що не можуть передбачити.

Браузер не підтримує відео

На стан самого Сонця ці спалахи майже не впливають. Для зірки це як прищики на обличчі людини: візуально помітно та здоровʼю не шкодить. Але така зірка ― це термоядерна бомба, яка в 333 тисячі разів більша за Землю і постійно вибухає. Під час середнього сонячного спалаху на Сонці утворюється темна цятка завбільшки з нашу планету, а часом і в десятки разів більша. Енергії в таких цятках достатньо, щоб покрити всі потреби Землі на 15―20 тисяч років. Тому спалахи впливають на всі інші небесні тіла Сонячної системи.

Уявімо, що на Сонці відбувся спалах у напрямку Землі. За вісім хвилин перші радіоактивні частинки із сонячної матерії вже досягнуть планети. На тій частині Землі, що обернена до Сонця, почнуться перебої в роботі радіочастот, але вони триватимуть лише кілька годин.

Важливо інше ― дорогою до Землі частинки із сонячного спалаху заряджаються радіацією і розганяють усі протони й електрони, що трапляються на їхньому шляху. На тій частині Землі, що ближча до Сонця, вони призводять до так званого космічного радіаційного шторму, який може вбити людину. Саме тому в такі моменти пілоти літаків корегують курс ― аби летіти подалі від зони найбільшого впливу частинок. Насправді, астронавтам, які висаджувалися на Місяць, дуже пощастило — у середині ХХ століття НАСА ще не знало про небезпечність сонячних штормів і не враховувало цей фактор. Якби все співпало найгіршим чином, люди точно б загинули.

Найслабше від сонячної радіації захищені супутники. Від них багато що залежить, і мова не тільки про GPS-навігацію чи Starlink. Окрім геолокації, GPS-система надає ще одну послугу ― відому лише фахівцям, проте критично важливу. Це послуга точного часу. У кожному супутнику GPS-системи є кілька атомних годинників, які ведуть лік часу з точністю до мільярдної частки секунди. Вони передають замовникам максимально точну інформацію про час, також відому як часові сигнали GPS.

Ці сигнали ― незамінний елемент невидимої інфраструктури сучасної цивілізації. Оператори мобільного звʼязку використовують їх, щоб управляти потоком даних. Енергетичні компанії за допомогою сигналів регулюють потік електрики від джерела до пункту призначення — так вони страхуються від блекаутів. Різноманітні онлайн-сервіси орієнтуються на GPS-час, щоб синхронізувати роботу двох користувачів із різних частин світу над одним проєктом. А фінансова індустрія бере ці дані, щоб поставити умовний часовий штамп на кожну транзакцію. Тільки так можна орієнтуватися у сотнях тисяч фінансових транзакцій на секунду і в разі чого підтвердити факт того, що вони відбулися.

Навіть сонячний шторм середніх масштабів зібʼє GPS-годинник так, що це буде схоже на потужну хакерську атаку. Сильні шторми можуть занурити цілі країни у тривалі блекаути. У 1989 році через не дуже сильний спалах на Сонці без струму опинилася чверть населення Канади.

Науковці впевнені, що великий сонячний шторм не омине Землю. Можливо, навіть у найближчі десять років. Потік намагнетизованих частинок виведе з ладу всі підʼєднані до електромережі трансформатори в певному регіоні. Це спричинить гуманітарну катастрофу. Кожен великий трансформатор ― унікальний обʼєкт, щоб створити його копію, треба щонайменше рік. Не вийде й заживити електромережу резервними шляхами, як це відбувалося в Україні восени та взимку 2022 року. Просто тому, що всі мережі вийдуть з ладу. Немає електрики ― немає очищення води, стабільної роботи лікарень і значної частини транспорту.

Теоретично, людство може бодай трохи убезпечитися. Треба перелаштувати електромережі та готувати резервні системи супутникової навігації. Однак більшість країн не готові витрачати мільярди, щоб протидіяти незрозумілій загрозі, яка ще й невідомо коли настане. Система GPS безкоштовна, доступ до неї забезпечує американський уряд, тож розробляти комерційний замінник теж нема дурних. Єдине, що поки роблять деякі країни, — фінансують центри досліджень космічної погоди. Так можна навчитися краще передбачати поведінку Сонця.

Космічна погода — це не про опади й хмарність, адже в космосі завжди сонячно. Центри досліджують саме поведінку зірки. Журналісти побували в такому Центрі передбачення космічної погоди Національного управління океанів та атмосфери США, який розташований у штаті Колорадо. У його підсобці ― давня статуя бога сонця й копія голуба в натуральну величину. Ці птахи орієнтуються в просторі, частково покладаючись на магнітне поле Землі. Коли воно змінюється, птахи часом можуть врізатись у стіну чи розбити собі голову об якусь іншу перешкоду.

У приміщенні центру здебільшого великі монітори із зображенням Сонця в реальному часі. Це зловісний вогняний шар із темними плямами то там, то там. Двічі на день центр публікує доступні для всіх огляди поведінки Сонця. Кен Тегнел, один з фахівців центру, каже — технології спостереження за Сонцем із часом покращаться. А поки що ці прогнози схожі на роботу метеорологів століття тому: дуже приблизний аналіз на кілька наступних днів.

На «Бабелі» буде дуже хмарно без вашого донату. Підтримайте нас: 🔸 у гривні, 🔸 Buy Me a Coffee, 🔸 Patreon, 🔸 PayPal: paypal@babel.ua.