Гигантское извержение звезды "Дракон" - страшное предупреждение о Солнце

В поисках "потенциально пригодных для жизни" внесолнечных планет ученые в первую очередь обращают внимание на звездную активность.

В то время как звезды, подобные нашей собственной, желтый карлик G-типа (G2V), считаются стабильными в течение долгого времени, звезды других классов изменчивы и склонны к вспышкам - особенно красные карликовые звезды M-типа.

Даже если у звезды есть несколько планет, вращающихся в ее обитаемой зоне (ОЗ), склонность к периодическим вспышкам может сделать эти планеты совершенно непригодными для жизни.

Согласно новому исследованию, звезды, подобные нашей, могут быть не такими стабильными, как считалось ранее. Во время наблюдения за EK Draconis, желтым карликом G1.5V, расположенным на расстоянии 110,71 световых лет [в пределах созвездия Дракона, что означает Дракон], международная группа астрономов стала свидетелем мощного выброса корональной массы, который по своим масштабам превосходит все, что мы когда-либо видели в нашей Солнечной системе.

Эти наблюдения показывают, что со временем выбросы могут усиливаться, что может стать серьезным предупреждением для жизни на Земле.

Исследование, опубликованное в номере журнала Nature Astronomy от 9 декабря, возглавил доктор Косуке Намеката, исследователь из Киотского университета, Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ) и Национальной солнечной обсерватории (NSO).

К нему присоединились исследователи из Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) университета CU Boulder, Астрономической обсерватории Ниши-Харима (NHAO), Токийского технологического института, Высшей школы передовых комплексных исследований в области выживания человека и нескольких университетов.

Их исследование посвящено изучению звездного явления, известного как "корональный выброс массы" (КМВ), он же солнечная буря. Эти выбросы, которые регулярно происходят на нашем Солнце, часто сопровождают звездную вспышку (или внезапный и яркий всплеск излучения).

Когда они происходят, КВМ посылают в космос облака чрезвычайно горячих заряженных частиц (они же плазма) с чрезвычайно высокими скоростями. Хотя Земля защищена от заряженных частиц своим планетарным магнитным полем, КВМ может причинить значительный ущерб, если столкнется с Землей лоб в лоб.

Космонавты, находящиеся на орбите, подвергнутся смертельному воздействию радиации, спутники будут выведены из строя, а земная инфраструктура (например, электрические сети) будет выведена из строя.

Земля пережила несколько мощных геомагнитных бурь, наиболее известным примером которых является событие Каррингтона в 1859 году. За всю историю Земли произошло несколько таких событий, которые обычно происходят с разницей в несколько тысяч лет.

Изучая EK Draconis, команда исследователей заметила свидетельства того, что сверхъяркие звезды могут со временем становиться все хуже для звезд, подобных Солнцу. Как пояснил соавтор исследования Юта Нотсу (LASP) в недавнем пресс-релизе CU Boulder Today:

"Корональные выбросы массы могут иметь серьезные последствия для Земли и человеческого общества. Теоретически, такой выброс массы может произойти и на нашем Солнце. Это наблюдение может помочь нам лучше понять, как подобные события могли повлиять на Землю и даже Марс на протяжении миллиардов лет".

Исследование опирается на предыдущие исследования соавтора Юты Ноцу, к которому присоединились многие исследователи, проводившие это последнее исследование. Они показали, что молодые звезды, подобные Солнцу, испытывают частые сверхвспышки, которые в десятки и сотни раз мощнее солнечных вспышек.

Известно, что Солнце испытывает сверхвспышки, которые происходят раз в несколько тысяч лет. В связи с этим возник вопрос: может ли сверхвспышка привести к столь же мощному "сверхкоронарному выбросу массы"?

Хотя астрономы высказывали предположения о возможной связи между этими двумя явлениями, никаких доказательств этому ранее найдено не было.

Чтобы исследовать эту возможность, Намеката, Ноцу и их коллеги решили изучить EK Draconis, которая по размерам и массе похожа на наше Солнце, но по сравнению с ним значительно моложе (100 миллионов лет по сравнению с нашим Солнцем, которому 4,6 миллиарда лет).

Для своих наблюдений Намеката, Ноцу и их коллеги использовали спутник НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) и телескоп SEIMEI Киотского университета для наблюдения за EK Draconis (которая выглядит как молодая версия Солнца) в течение 32 ночей зимой и весной 2020 года.

5 апреля 2020 года команда наблюдала сверхвспышку на EK Draconis, за которой через 30 минут последовал мощный выброс сверхгорячей плазмы. Нотсу сказал:

"Теоретически такой выброс большой массы может произойти и на нашем Солнце. Это наблюдение может помочь нам лучше понять, как подобные события могли повлиять на Землю и даже Марс на протяжении миллиардов лет". Так выглядело наше Солнце 4,5 миллиарда лет назад".

Команда смогла наблюдать только первый этап жизни выброса - фазу "извержения нити", но все же смогла получить оценки массы и скорости.

Согласно результатам исследования, облако было более чем в десять раз больше самого мощного КВМ, когда-либо зарегистрированного от звезды, подобной Солнцу, и имело максимальную скорость около 1,6 млн км (1 млн миль/ч). Это событие может показать, насколько опасной может быть космическая погода.

Если подобное извержение произойдет от нашего Солнца, оно может разрушить атмосферу Земли и сделать нашу планету практически стерильной.

Хотя результаты исследования показывают, что Солнце может быть способно на такие сильные экстремальные явления, они также свидетельствуют о том, что сверхвспышки и сверхсветовой КВМ, вероятно, редки для звезд такого возраста, как Солнце. Но, как объяснил Нотсу, супервспышки могли быть гораздо более распространены миллиарды лет назад, когда наша Солнечная система еще только формировалась.

Другими словами, суперЦМВ могли сыграть определенную роль в эволюции таких планет, как Земля и Марс, в том числе в том, как на одной из них зародилась жизнь, а на другой - нет.

"Атмосфера современного Марса очень тонкая по сравнению с земной", - сказал он. В прошлом, как мы полагаем, у Марса была гораздо более плотная атмосфера". Корональные выбросы массы могут помочь нам понять, что произошло с планетой за миллиарды лет".

Эти знания могут пригодиться, если и когда будущие поколения начнут жить на Марсе. Защита атмосферы от солнечной активности (включая выбросы КВМ) позволит ей со временем пополняться, делая планету более теплой, влажной и вообще более пригодной для жизни!