Астрономи засичат рядко изригване на звезда, способно да лиши планети от атмосферата им

Астрономи, работещи с обсерваторията XMM-Newton на Европейската космическа агенция и радиотелескопа LOFAR, са получили ясни доказателства за мощен изблик на материя, изхвърлена в космоса от далечна звезда. Потокът е толкова силен, че всяка близка планета по пътя му вероятно би загубила атмосферата си, съобщава онлайн изданието ScienceDaily.

Изригването е идентифицирано като коронално изхвърляне на маса (КИМ) – тип изригване, което често се наблюдава при Слънцето. По време на такова изхвърляне огромни количества заредени частици и плазма се изтласкват навън от звездата, изпълвайки околното пространство. Тези драматични изблици предизвикват т.нар. космическо време, влияят на явления като полярните сияния на Земята и постепенно ерозират атмосферата на съседни планети. Учените отдавна подозираха, че и други звезди генерират свои КИМ, но убедителни доказателства липсваха. Сега тази празнина е запълнена.

„Астрономите искаха да открият такъв тип изхвърляне на маса на друга звезда от десетилетия“, казва Джо Калингам от Нидерландския институт по радиоастрономия (ASTRON), автор на новото изследване, публикувано в Nature. „Предишни открития предполагаха, че съществуват или намекваха за тяхното присъствие, но не потвърждаваха, че материята действително е напуснала звездата. Сега успяхме да го направим за първи път.“

Когато короналното изхвърляне на маса се изтласква през външните слоеве на звездата и навлиза в околното пространство, то генерира ударна вълна и внезапен изблик на радиовълни (форма на светлина). Джо и колегите му засекли този кратък, интензивен радиосигнал и го проследили до звезда на около 130 светлинни години от нас.

„Такъв радиосигнал просто не би съществувал, ако материята не беше напълно напуснала магнитния балон на звездата“, добавя Джо. „С други думи: причинен е от короналното изхвърляне на маса.“

Звездата, предизвикала изригването, е червено джудже – много по-хладен, по-слаб и по-малък тип звезда от Слънцето. Тя се различава от нашето Слънце по няколко ключови начина: има около половината от неговата маса, върти се 20 пъти по-бързо и магнитното ѝ поле е приблизително 300 пъти по-силно. Повечето открити планети в Млечния път обикалят около такива звезди.

Радиосигналът е засечен с Low Frequency Array (LOFAR) благодарение на нови техники за обработка на данни, разработени от съавторите Сирил Тас и Филип Зарка от Observatoire de Paris-PSL. Екипът използвал и XMM-Newton на ESA, за да измери температурата, въртенето и рентгеновата яркост на звездата. Тези данни били необходими за тълкуване на радиосигнала и определяне на характера на изригването.

„Нуждаехме се от чувствителността и честотния диапазон на LOFAR, за да засечем радиовълните“, казва съавторът Дейвид Конийн, докторант в ASTRON. „А без XMM-Newton нямаше да можем да определим движението на КИМ или да го поставим в контекста на Слънцето – и двете са ключови за доказването на откритието. Нито един телескоп сам по себе си не би бил достатъчен – трябваха ни и двата.“

Измерванията показали, че КИМ се движи със скорост около 2400 км/сек. Такива бързи КИМ се случват само при около 1 на 2000 събития на Слънцето. Избликът бил толкова плътен и енергичен, че всяка планета, обикаляща близо до тази звезда, би могла напълно да загуби атмосферата си.

Способността на подобно коронално изхвърляне на маса да премахва атмосфери е важен фактор в търсенето на живот извън Слънчевата система. Обитаемостта на една планета често зависи от това дали се намира в „обитаемата зона“ на своята звезда, където течната вода може да съществува на повърхността при подходящи атмосферни условия. Концепцията е подобна на идеята за „Златокоска“: твърде близо е прекалено горещо, твърде далеч е прекалено студено, а средната зона е потенциално подходяща.

Но звезда, която често изхвърля мощни изригвания и предизвиква екстремно космическо време, може да лиши дори добре позиционирана планета от атмосферата ѝ. Свят, изложен на многократни високоенергийни КИМ, може да се превърне в гол камък, дори ако орбитата му е в зона, смятана за благоприятна за живот.

„Това изследване отваря нови хоризонти за наблюдение и разбиране на изригванията и космическото време около други звезди“, казва Хенрик Еклунд, научен сътрудник на ESA в Европейския център за космически изследвания и технологии (ESTEC) в Нордвейк, Нидерландия.

„Вече не сме ограничени да пренасяме знанията си за КИМ на Слънцето към други звезди. Изглежда, че интензивното космическо време може да е още по-екстремно около по-малки звезди – основните домакини на потенциално обитаеми екзопланети. Това има важни последици за това как тези планети запазват атмосферата си и остават обитаеми във времето.“

Откритието задълбочава знанията ни за космическото време като цяло – област, която ESA изучава отдавна чрез мисии като SOHO, серията Proba, Swarm и Solar Orbiter.

XMM-Newton остава ключова обсерватория за изследване на среди с висока енергия в цялата Вселена. От пускането си през 1999 г. тя е изследвала галактически ядра, изучавала еволюцията на звездите, наблюдавала региони около черни дупки и изблици на интензивно излъчване от далечни звезди и галактики.

„XMM-Newton сега ни помага да открием как КИМ се различават при различни звезди – нещо, което е интересно не само за изучаването на звездите и нашето Слънце, но и за търсенето на обитаеми светове около други звезди“, казва Ерик Кулкерс, ръководител на проекта XMM-Newton в ESA. „Това показва огромната сила на сътрудничеството, което стои в основата на всяка успешна наука. Откритието е истинско екипно усилие и слага край на десетилетното търсене на КИМ извън Слънцето.“