Впервые зафиксировано извержение плазмы вокруг звезды, отличной от Солнца

Фото из открытых источников

Когда звезда извергает вещество, это может быть последним вздохом соседней планеты. В статье, опубликованной в журнале Nature, астрономы сообщают об обнаружении коронального выброса массы (КВМ) из соседней звезды — это первый случай, когда подобное извержение ионизированной плазмы было зафиксировано у звезды, отличной от Солнца. Если бы у извергающей звезды, получившей название StKM 1-1262, в зоне её обитания находилась планета, похожая на Землю, с атмосферой и магнитным полем, подобными нашим, команда подсчитала, что прямое попадание КВМ в атмосферу планеты раздавило бы её до самой поверхности, подвергнув любую жизнь воздействию потока стерилизующих частиц.

«Атмосфера и, по сути, сама планета полностью подвергнутся воздействию плазмы солнечного ветра и плазмы коронального выброса массы, что не может не радовать», — говорит астрофизик Хулиан Альварадо-Гомес из Потсдамского института астрофизики имени Лейбница, не принимавший участия в исследовании. «Иногда достаточно, чтобы один из этих гигантов появился на вашем пути».

StKM 1-1262 — тусклая красноватая звезда, известная как M-карлик, с радиусом, составляющим около двух третей солнечного. Астрономы сосредоточились на M-карликах, составляющих около 70% всех звёзд в окрестностях Солнца, в поисках пригодных для жизни экзопланет, и не только из-за их многочисленности. Они также являются лёгкой целью для обнаружения планет с помощью двух основных методов астрономов: их малый размер означает, что их яркость сильнее падает, когда перед ними проходит планета, а их малая масса означает, что они сильнее притягиваются крупными планетами, вращающимися по их орбитам.

Но астрономы обеспокоены тем, что М-карлики могут оказаться не столь гостеприимными для планет. Они испускают частые вспышки рентгеновского и ультрафиолетового излучения, которые со временем могут нагреть и ионизировать атмосферы соседних планет, что приведет к их исчезновению в космосе. «Мы постоянно видим вспышки М-карликов, и они невероятно яркие», — говорит Джозеф Каллингем из Нидерландского института радиоастрономии. Ещё одну проблему представляют корональные выбросы массы — приливные волны заряженной материи, которые сжимают магнитное поле планеты и, если они достаточно сильны, срывают её атмосферу.

Вспышки вокруг Солнца часто связаны с корональными выбросами массы (КВМ). Но, несмотря на многочисленные поиски, наблюдатели не обнаружили корональных выбросов массы, исходящих от близлежащих М-карликов. Такие звёзды демонстрируют признаки мощных магнитных полей, на порядки превосходящих солнечное, что заставило некоторых астрономов задуматься, не подавляют ли магнитные поля каким-либо образом образование корональных выбросов массы. «Если звезда настолько магнитна, она как бы удерживает корональный выброс массы и не вырывается из короны», — говорит Альварадо-Гомес.

Одним из безошибочных признаков коронального выброса массы (CME) является так называемый радиовсплеск II типа – короткий всплеск радиоволн, связанный с ударной волной, создаваемой корональным выбросом массы при выходе из короны. Группа под руководством Каллингема решила искать эти радиовсплески с помощью низкочастотной антенной решетки (LOFAR) – обширного комплекса из более чем 20 000 антенн, разбросанных по Нидерландам и другим близлежащим странам. Группа обследовала 86 000 близлежащих звёзд, непрерывно наблюдая за участками неба в течение 8 часов. Они зафиксировали только один радиовсплеск II типа, исходящий от StKM 1-1262. «Это неопровержимое доказательство того, что происходит корональный выброс массы», – говорит Каллингем.

Исходя из характеристик радиовсплеска, команда вычислила, что плазма коронального выброса массы двигалась со скоростью 2400 километров в секунду, что, по словам Альварадо-Гомеса, «немного ближе к верхней границе» скорости коронального выброса массы. Команда смогла лишь приблизительно оценить общую массу всплеска и его кинетическую энергию, которые являются точной мерой возможного ущерба. Однако Альварадо-Гомес отмечает, что солнечные корональные выбросы массы с высокой скоростью, как правило, также имеют большую массу. «Моё внутреннее чувство подсказывает, что с такой скоростью это может быть относительно мощный корональный выброс массы», — говорит он. Сейчас Альварадо-Гомес работает с командой LOFAR над включением новых данных в модель М-карликов и их корон.

Основываясь на наблюдениях, исследователи подсчитали, что типичный карлик класса М может испускать корональный выброс массы в среднем раз в 500 лет. Хотя это кажется нечастым, для развития жизни на планете требуется много времени, и повторяющиеся выбросы частиц коронального выброса массы, безусловно, не помогут. Космический телескоп НАСА JWST сейчас находится на ранней стадии поиска атмосфер вокруг каменистых планет, вращающихся вокруг карликов класса М, но пока что он не дал результатов. Тем не менее, говорит Абель Мендес, исследователь обитаемости планет из Университета Пуэрто-Рико в Аресибо: «Наши опасения, большие опасения по поводу звезд [карликов класса М], похоже, оправданы».