Первое свидетельство гигантских выбросов с молодой звезды-аналога Солнца
Солнце регулярно выбрасывает в космос огромные массы плазмы в виде корональных выбросов массы (КВМ). Эти явления часто сопровождаются солнечными вспышками и могут простираться настолько далеко, что нарушают магнитосферу Земли, вызывая космические погодные явления, такие как полярные сияния, геомагнитные бури и иногда даже повреждения электросетей.
Ученые предполагают, что в период молодости Солнца и Земли наша звезда была значительно более активной, и эти корональные выбросы массы могли серьезно повлиять на возникновение и эволюцию жизни на Земле. Предыдущие исследования показали, что молодые солнцеподобные звезды часто производят мощные вспышки, значительно превосходящие самые крупные солнечные вспышки в современной истории.
Огромные корональные выбросы массы от раннего Солнца могли оказать серьезное воздействие на ранние условия существования Земли, Марса и Венеры. Однако до сих пор оставалось неясным, в какой степени взрывы на этих молодых звездах приводят к выбросам массы, подобным солнечным. Хотя холодная плазма КВМ была обнаружена с помощью оптических наземных наблюдений, высокая скорость и ожидаемая частота появления мощных КВМ в прошлом оставались неуловимыми.
Для решения этой проблемы международная группа исследователей под руководством Косуке Намеката из Киотского университета предприняла попытку проверить, производят ли молодые звезды, подобные Солнцу, корональные выбросы массы. Как объясняет Намеката, главным вдохновением для исследования была давняя загадка того, как бурная активность молодого Солнца повлияла на зарождающуюся Землю. Объединив возможности космических и наземных обсерваторий в Японии, Корее и США, ученые смогли реконструировать то, что могло произойти миллиарды лет назад в нашей Солнечной системе.
Методология исследования включала одновременные ультрафиолетовые наблюдения, проведенные космическим телескопом «Хаббл», и оптические наблюдения, выполненные наземными телескопами в Японии и Корее. Объектом исследования стала молодая звезда-аналог Солнца EK Draconis. «Хаббл» наблюдал линии излучения в дальней ультрафиолетовой области, чувствительные к горячей плазме, в то время как три наземных телескопа одновременно наблюдали линию водорода Hα, которая отслеживает более холодные газы. Эти одновременные многоволновые спектроскопические наблюдения позволили исследовательской группе зафиксировать как горячие, так и холодные компоненты выброса в режиме реального времени.
Результаты наблюдений привели к первым свидетельствам многотемпературного коронального выброса массы из EK Draconis. Исследователи обнаружили, что горячая плазма с температурой 100 000 градусов выбрасывалась со скоростью от 300 до 550 километров в секунду, а примерно через десять минут последовал выброс более холодного газа с температурой около 10 000 градусов со скоростью 70 километров в секунду. Горячая плазма несла гораздо большую энергию, чем холодная, что позволяет предположить, что частые мощные корональные выбросы массы в прошлом могли вызывать сильные ударные волны и энергичные частицы, способные разрушать или изменять химический состав ранних планетарных атмосфер.
Теоретические и экспериментальные исследования подтверждают важнейшую роль, которую мощные корональные выбросы массы и энергичные частицы могут играть в зарождении биомолекул и парниковых газов, необходимых для возникновения и поддержания жизни на ранней планете. Таким образом, это открытие имеет важное значение для понимания пригодности планет для жизни и условий, при которых зародилась жизнь на Земле и, возможно, где-либо еще.
Исследовательская группа особо отметила, что успех данного исследования был достигнут благодаря международной командной работе и четкой координации между космическими и наземными обсерваториями. Как подчеркивает Косуке Намеката, ученых объединила общая цель — поиск истины посредством науки, что позволило сделать важный шаг в понимании истории нашей Солнечной системы и условий возникновения жизни.