Впервые зафиксировано извержение корональной массы на маленьком красном карлике, что может иметь серьёзные последствия для жизни на любых близлежащих планетах.
На Земле события выброса корональной массы (CME)
На Земле корональные выбросы массы (CME) вроде того, что мы пережили в начале этого месяца, — это зрелищные, даже разрушительные явления, вызывающие полярные сияния и нарушающие радиосигналы. Но вокруг других звёзд они могут оказаться смертельными для жизни.
Недавнее обнаружение CME
Это событие было зафиксировано у красного карлика класса M. Это первое обнаружение энергетического радиовсплеска типа II от ближайшей звезды. Исследование под названием «Radio Burst from a Stellar Coronal Mass Ejection» опубликовано в журнале Nature.
Исследователи использовали радиотелескоп Low Frequency Array (LOFAR) в рамках проекта LOFAR Two-Meter Sky Survey. LOFAR состоит из 20 000 дипольных детекторов, расположенных в основном на территории Нидерландов и соседних стран.
«Это важно, потому что это первое прямое обнаружение такой звёздной бури (CME) на другой звезде», — говорит Сирил Тассе (Университет Лейдена). «Раньше у нас были только косвенные намёки. Теперь мы действительно видим, как ударная волна движется в атмосфере звезды, так что мы точно знаем, что это CME».
Источник и характеристики
Источник — красный карлик StKM-1262, звезда с массой 60% от массы нашего Солнца. Этот красный карлик расположен на границе созвездий Дракона и Волопаса, примерно в 130 световых годах от нас. На данный момент не известно, есть ли у этой звезды экзопланеты.
«Это выглядит гораздо мощнее, чем средний CME от нашего Солнца. Так что не самая лучшая идея оказаться на его траектории», — говорит Джо Каллингем (ASTRON-Университет Амстердама). «Особенно учитывая, что планеты вокруг красных карликов, если они находятся в обитаемой зоне, гораздо ближе к своей звезде-хозяину, чем Земля к Солнцу».
Европейское космическое агентство
Космический телескоп XMM-Newton Европейского космического агентства также следил за этим наблюдением, отслеживая всплеск в рентгеновском диапазоне.
«Мы использовали LOFAR, чтобы увидеть радиоизлучение от ударной волны, когда она движется через корону звезды», — говорит Тассе. «Частота излучения зависит от плотности плазмы, поэтому с помощью LOFAR мы можем отслеживать ударную волну. XMM-Newton с его рентгеновскими данными помогает нам измерить или ограничить профиль плотности короны, и мы можем получить физическое измерение CME».
Исследование
В ходе исследования было изучено 86 000 звёзд в радиусе 100 парсеков (326 световых лет) от нашей Солнечной системы в течение восьми часов, чтобы сделать это открытие.
«Это в 10–100 000 раз ярче, чем солнечные», — говорит Тассе. Предполагая, что звезда полностью конвективна, она также, вероятно, более намагничена и создаёт более сильное магнитное поле с гораздо более мощными извержениями.
Красные карлики и их активность
Красные карлики — это бурные звёзды, меньшие по размеру, но гораздо более активные, чем наше Солнце. Они также являются наиболее распространённым классом звёзд во Вселенной. Но из-за их тусклости ни одну из них нельзя увидеть с ночного неба Земли.
«Поскольку красные карлики — самые распространённые звёзды во Вселенной, они также наиболее вероятное место для поиска планет», — говорит Каллингем. «Поэтому мы хотим определить, потенциально обитаема ли планета вокруг этих звёзд. Однако мы действительно не знали, как часто эти звёзды подвергаются гигантским штормам (выбросам корональной массы). Это важно определить, потому что даже если планета находится в обитаемой зоне, звезда может настолько часто бомбардировать её CME, что атмосфера планеты исчезнет».
Планеты у красных карликов
У красных карликов есть планеты размером с Землю. Большинство подтверждённых экзопланет вращаются вокруг красных карликов, которые составляют 75% от общего числа звёзд главной последовательности. Это включает в себя хорошо известную систему TRAPPIST-1 и недавнюю тройку экзопланет, вращающихся вокруг TOI-2267.
К сожалению, последствия этого открытия не сулят ничего хорошего для перспектив жизни на экзопланетах вокруг звёзд-красных карликов.
Выводы
Открытие подтверждает то, что многие исследователи давно подозревали: перспективы для развития жизни на экзопланете, вращающейся вокруг красного карлика, могут быть невелики. Хотя продолжительность жизни красных карликов измеряется триллионами лет, что намного больше, чем текущий возраст Вселенной в 13,8 миллиарда лет, стерилизующие планеты CME являются определённым недостатком.
Хотя такая звезда может выбрасывать мощный CME примерно раз в 500 лет, жизни нужно время для эволюции. Кроме того, обитаемая зона вокруг красного карлика крошечная. Подумайте о Солнечной системе в миниатюре, в отличие от нашей. CME в нашей Солнечной системе могут сжать нашу магнитосферу почти до поверхности Земли, а вспышка красного карлика может фактически лишить планету атмосферы.
«Это говорит нам о том, что „обитаемая зона“ — это не только наличие жидкой воды», — говорит Тассе. «Это также касается магнитной среды. Если звезда производит много сильных CME, планете нужно сильное магнитное экранирование, чтобы сохранить свою атмосферу. Так что жизнь в том виде, в каком мы её знаем вокруг таких звёзд, может быть более сложной».
Следующий шаг — детальное изучение экзопланет, вращающихся вокруг красных карликов. JWST работает над обнаружением атмосфер у экзопланет размером с Землю, вращающихся вокруг красных карликов. SKA (Square Kilometre Array), строящийся в настоящее время в Южной Африке и Австралии, начнёт научные наблюдения в 2027 году и сможет обнаружить от десятков до сотен вспышек CME от близлежащих звёзд за один только первый год работы.
Это исследование добавляет ещё один небольшой кусочек к разгадке того, насколько распространена (или редка) наша история в более широком контексте драмы Вселенной. Красные карлики могут быть непростыми соседями, когда дело доходит до жизни, и это вполне может быть причиной того, что мы находимся здесь, вращаясь вокруг относительно спокойного жёлтого карлика G-типа — нашего Солнца.