Новый метод может позволить узнавать об опасных вспышках за сутки до того, как они произойдут, что даст намного больше времени на принятие мер по защите спутников, систем электроснабжения и космонавтов. Суть метода заключается в измерении различия гамма-излучения при распаде атомов. При этом скорость распада, долго считавшаяся постоянной величиной, недавно была изучена более детально, в результате чего постоянство времени распада было поставлено под сомнение.

«Новый подход к предсказанию вспышек основывается на гипотезе о влиянии солнечной активности, в частности потоков субатомных частиц, солнечных нейтрино, на скорость радиоактивного распада. Это влияние может ослабляться или усиливаться в зависимости от расстояния между Землей и Солнцем, а также во время солнечных вспышек. Эта гипотеза подтверждается исследованиями, опубликованными в дюжине статей начиная с 2006 года», – говорит профессор Университета Пердью Эфраим Фишбах. Фишбах, в сотрудничестве с Жири Дженкинсом, является автором гипотезы. Дженкинс, директор Радиоактивной лаборатории Школы ядерной инженерии Университета, открыл изменение скорости распада за 39 часов до солнечной вспышки в 2006 году. С тех пор аналогичные эксперименты проводились постоянно, чтобы выявить связь скорости распада с солнечной активностью и расстоянием до него.

Надежность полученных данных подтверждается независимым результатом, полученным в Университете Огайо. Во время регулярной еженедельной калибровки инструмента мониторинга радиации в исследовательском реакторе Университета были обнаружены те же тенденции. Наблюдения за дальнейшим поведением использовавшегося при этом хлора-36 показали ясные сезонные вариации скорости распада, причем быстрее всего распад шел в январе и феврале, и медленнее всего июле и августе. Время наблюдения – с июля 2005 до июля 2011 года. Аналогичные данные были получены в Брукхевенской национальной лаборатории, где хлор-36 показал зависимость скорости распада от расстояния между Землей и Солнцем и активностью на обращенной к Земле стороне светила.

Мощные солнечные вспышки часто сопровождаются корональными выбросами массы, потоками заряженных частиц с высокой скоростью. Если эта плазма направлена к Земле, взаимодействие ее магнитного поля с геомагнитным полем порождает бури, которые зачастую вызывают сбои в работе систем электропитания. Ожидание пика очередного 11-летнего цикла солнечной активности в течение ближайшего года-двух делает возможность предсказания таких явлений особенно важной. Разрушительные последствия серьезной геомагнитной бури человечество испытало лишь однажды. В 1859 году из-за мощного шторма, события Кэррингтона, загорелось несколько телеграфов. Впрочем, эра электричества только начиналась, так что ущерб был невелик. «Этот шторм был столь мощным, что телеграфные линии светились, а полярные сияния наблюдались над Кубой, – говорит Фишбах. – Поскольку сейчас мы имеем множество сложных спутников, системы электроснабжения, различные электроприборы, шторм такой мощи станет настоящей катастрофой. Имея в запасе день-полтора, можно принять хоть какие-то меры, чтобы избежать наиболее опасных разрушений». Например, многие космические аппараты могут быть отключены или переведены в безопасный режим на время шторма.

Впрочем, новая радиоактивная методика не дает полного спокойствия. Начиная с 2006 года, по одинаковому поведению изотопов было обнаружено 10 солнечных вспышек – не так уж и много. «Мы несколько раз видели повторение одного и того же сигнала перед солнечной вспышкой, – говорит Фишбах. – Думаю, это имеет предсказательную силу». Экспериментальная установка в Университете Пердью состоит из радиоактивного источника, магния-54, и приемника гамма-лучей. Распад магния и его превращение в хром-54 сопровождается испусканием гамма-фотонов, которые регистрируются приемником.

Помимо вспышек на скорость распада влияют и регулярные изменения активности Солнца. На это указывают повторения ослабления и усиления распада в июле и январе. «Когда Земля находится дальше от Солнца, к нам приходит меньше солнечных нейтрино и распад идет несколько медленнее, – говорит Дженкинс. – Когда мы ближе, нейтрино больше и распад идет быстрее».

«Это говорит нам о том, что Солнце влияет на радиоактивный распад, – говорит Фишбах. – Нейтрино имеют наименьшую массу из всех известных субатомных частиц, но тем не менее вполне возможно, что они оказывают влияние на распад». Эрнст Резерфорд в 30-х годах провел ряд экспериментов, показавших, что скорость распада постоянно для каждого изотопа и не поддается влиянию внешних возмущений. «Поскольку нейтрино практически не имеют ни массы, ни заряда, идея их взаимодействия с чем-либо чужда для физики, – говорит Дженкинс. – Так что мы, фактически, утверждаем, что нечто, ни с чем не взаимодействующее, меняет параметры, которые не могут быть изменены. И все же либо нейтрино влияют на скорость распада, либо какая-то другая, неизвестная частица».

Дженкинс открыл этот эффект случайно. В 2006 году он смотрел новости и услышал, что космонавты на борту МКС находятся в опасности из-за мощной вспышки. Он решил проверить свое оборудование и обнаружил изменение скорости распада, предшествующее вспышке. По его словам, желательно продолжить исследование с более точной аппаратурой. Пока что полученные им результаты согласуются с еще одним набором данных, полученных в Брукхевенской лаборатории. Изотопы кремний-32 и хлор-36 показали такие же изменения в скорости распада, в том числе 33-дневное повторение, которое может быть связано с вращением ядра Солнца.