Звезда, похожая на Солнце, породила супер-вспышку, которая была бы разрушительной для жизни на Земле
При поиске «потенциально пригодных для жизни» внесолнечных планет ученые обращают внимание на звездную активность. В то время как звезды, такие как наше Солнце, желтый карлик G-типа (G2V), считаются стабильными во времени, другие классы изменчивы и склонны к вспышкам, особенно красные карлики M-типа. Даже если у звезды есть несколько планет, вращающихся в пределах ее обитаемой зоны (HZ), тенденция 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. Наблюдая за EK Draconis, желтым карликом G1.5V, расположенным на расстоянии 110,71 световых лет от нас, международная группа астрономов стала свидетелем массивного коронального выброса массы, который затмил все, что мы когда-либо видели в нашей Солнечной системе. Эти наблюдения показывают, что выбросы могут со временем усиливаться, что может быть опасным предупреждением для жизни на Земле.
Астрономы изучали звездное явление, известное как «корональный выброс массы» (КМВ), также известное как солнечная буря. Эти выбросы, регулярно происходящие на Солнце, часто сопровождают звездную вспышку (или внезапный и яркий всплеск излучения). Когда это происходит, КВМ отправляют в космос облака чрезвычайно горячих заряженных частиц (также называемых плазмой) с очень высокими скоростями. В то время как Земля защищена от заряженных частиц своим магнитным полем, КВМ может нанести нашей планете значительный ущерб, если он столкнется с Землей лоб в лоб и будет очень сильным.
Земля пережила несколько мощных геомагнитных бурь с течением времени, наиболее известным примером из которых было событие Кэррингтона в 1859 году. В истории Земли произошло несколько таких событий, и обычно они происходят с разницей в несколько тысяч лет.
Изучая звезду EK Draconis, исследовательская группа обнаружила доказательства того, что супервспышки могут со временем усиливаться для звезд, подобных Солнцу.
«Корональные выбросы массы могут оказать серьезное влияние на Землю и человеческое общество. Теоретически такой крупный 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» — объяснил соавтор исследования Юта Ноцу (LASP).
Новое наблюдение основано на предыдущем исследовании Юты Ноцу, к которому присоединились теперь многие ученые. Они показали, как молодые звезды, подобные по типу Солнцу, испытывают частые супервспышки, которые в десятки и сотни раз мощнее солнечных вспышек. Известно, что на Солнце случаются супервспышки, которые происходят раз в несколько тысяч лет. Это подняло вопрос: может ли супервспышка также привести к столь же массивному «сверхкорональному выбросу массы»?
В то время как астрономы размышляли о возможной связи между этими двумя явлениями, до сих пор не было найдено никаких доказательств этого. Чтобы исследовать эту возможность, астрономы решили изучить EK Draconis, которая подобна нашему Солнцу по размеру и массе, но значительно моложе по сравнению с ним (100 миллионов лет по сравнению с 4,6 миллиарда лет у Солнца).
Ради своих наблюдений ученые использовали спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS) и телескоп SEIMEI Киотского университета, чтобы наблюдать за EK Draconis (которая выглядит как молодая версия Солнца) в течение 32 ночей зимой и весна 2020 г. 5 апреля 2020 г. команда наблюдала, как на EK Draconis произошла супервспышка, за которой через 30 минут последовал массивный выброс сверхгорячей плазмы.
«Теоретически такой большой 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. Так выглядело наше Солнце 4,5 миллиарда лет назад», — говорят астрономы.
Они смогли наблюдать только первый этап в жизни выброса, но все же смогли получить оценки массы и скорости. Согласно их исследованию, выброс был более чем в десять раз больше, чем самый мощный КВМ, когда-либо зарегистрированный для звезды, подобной Солнцу, и имел максимальную скорость примерно 1,6 миллиона км в час. Это событие может показать, насколько опасной может быть космическая погода.
Если бы такое извержение произошло на нашем Солнце, оно могло бы разрушить атмосферу Земли и сделать нашу планету в значительной степени стерильной.
Хотя полученные результаты показывают, что Солнце может быть способно к таким сильным экстремальным явлениям, они также предполагают, что супервспышки и супер-КВМ, вероятно, редки для звезд столь же старых, как Солнце. Но, как объяснили ученые, супер-КВМ могли быть гораздо более распространены миллиарды лет назад, когда наша Солнечная система еще только формировалась.
Другими словами, супер-КВМ могли сыграть роль в эволюции таких планет, как Земля и Марс, включая то, как одна породила жизнь, а другая нет.
«Атмосфера современного Марса очень разряженная по сравнению с земной. Мы думаем, что в прошлом у Марса была гораздо более плотная атмосфера. Корональные выбросы массы могут помочь нам понять, что произошло с планетой за миллиарды лет».
Эти же знания могут пригодиться, если и когда будущие поколения начнут жить на Марсе. Защита атмосферы от солнечной активности (включая КВМ) позволит атмосфере со временем восполняться, делая планету теплее, влажнее и в целом более пригодной для жизни.