Мощнейшее извержение. Астрономы впервые стали свидетелями выброса корональной массы чужой звезды. Используя рентгеновский телескоп Chandra, они наблюдали, как горячая плазма температурой в миллионы градусов выбрасывается далеко в космос в ходе направленного извержения. Масса выброшенного материала оказалась в десятки тысяч раз большей, чем при самых крупных вспышках Солнца, о чем исследователи написали в журнале Nature Astronomy.
При выбросе корональной массы звезда выбрасывает в космос огромное количество горячей плазмы. Но только сейчас астрономы смогли непосредственно наблюдать такое событие не на Солнце, а на далекой звезде. © NASA/CXC/ INAF/Argiroffi et al., S. Wiessinger
Наше Солнце не только испускает свет и излучение - на его поверхности снова и снова происходят сильные извержения. Взаимодействия линий магнитного поля с солнечной плазмой создают импульсы излучения, богатые энергией - так называемые вспышки. В то же время, большие объемы горячей плазмы часто устремляются в космос - это и есть выбросы корональной массы. Когда такие заряженные облака частиц попадают в атмосферу Земли, они могут создавать полярные сияния, но они также могут вызывать и серьезные последствия, такие как коллапсы электрических сетей и систем телекоммуникации.
Поиск звездных штормов
«Хотя выбросы массы являются наиболее энергонасыщенным корональным явлением, они до сих пор наблюдались только на Солнце», - объясняют Костанция Аргироффи из Университета Палермо и ее коллеги. А все потому, что для других звезд пространственного и временного разрешения наземных телескопов было совершенно недостаточно. В результате исследователи могли лишь с помощью теоретических моделей строить догадки относительно того, являются ли корональные извержения в более крупных и активных звездах просто более мощными версиями солнечных извержений или же они могут быть принципиально иными.
Но вот теперь Аргирофи и ее команда впервые смогли наблюдать корональную вспышку далекой звезды. Для своего наблюдения астрономы направили космический телескоп Chandra NASA на расположенную на удалении 450 световых лет далекую гигантскую звезду HR 9024. Масса этой звезды почти в три раза больше массы Солнца, а радиус ее почти в десять раз превышает солнечный радиус. То, что эта звезда активна, подтверждают периодические интенсивные вспышки рентгеновского излучения.
Спектральные сдвиги свидетельствуют о движении плазмы
Во время одной из таких вспышек астрономы наблюдали характерные сдвиги в спектре излучения звездной плазмы - свидетельство движения звездной плазмы вверх и вниз. Сначала произошел значительный синий сдвиг некоторых спектральных линий, затем наблюдалось красное смещение. В конце вспышки, как сообщают исследователи, снова произошел значительный синий сдвиг.
При вспышке плазма звезды образует дугу вдоль линий магнитного поля. Если дело доходит до выброса массы, дуга прорывается вследствие взрывного повторного слияния силовых линий, и плазма выбрасывается в космос. © NASA /Marshall Space Flight Center
«Первые два доплеровских сдвига говорят нам о том, что горячая яркая плазма поднялась в начале вспышки, а затем снова опустилась в хромосферу», - говорят Аргироффи и ее команда. Подобным же образом и солнечная плазма движется вдоль выпуклых линий магнитного поля в солнечной вспышке, объясняют они. Но в HR 9024 эта плазма была нагрета до температуры в 25 миллионов Кельвинов и опускалась вдоль магнитных петель со скоростью до 400 километров в секунду.
Выброс в короне
«Но самым главным представляется еще одно наблюдение: после вспышки холодная плазма снова поднялась со звезды при температуре, равной «всего» четырем миллионам Кельвинов, и со скоростью до 100 километров в секунду», - говорит Аргироффи. Это указывает на то, что именно вспышка спровоцировала выброс корональной массы на поверхность звезды. Он был направлен в космос почти точно в направлении телескопа, и поэтому спектр плазмы оказался сжатым.
Таким образом, впервые астрономы стали свидетелями выброса корональной массы звезды, которая не является нашим Солнцем. «Эти беспрецедентные наблюдения подтверждают правильность нашего понимания основных явлений звездных вспышек», - говорит Аргироффи. И, как и ожидалось, эти плазменные вспышки оказались значительно большими у более крупных и массивных звезд, таких как HR 9024, чем у Солнца.
Масса в десять тысяч раз больше - но намного медленнее
По словам астрономов, извержение HR 9024 вышвырнуло в космос около 1,2 квадриллиона тонн плазмы - в десятки тысяч раз больше, чем самые сильные из когда-либо наблюдавшихся вспышек нашего Солнца. Как объясняют исследователи, это подтверждает корреляцию между интенсивностью вспышки и массой следующей вспышки плазмы, определенную и в моделях Солнца. Но в то же время это демонстрирует, что при таких извержениях могут быть потеряны значительные количества звездного материала.
Но есть при этом и интересные отличия. «Кинетическая энергия выброшенной плазмы оказалась в десять тысяч раз ниже, чем предполагалось по прогнозируемым солнечным моделям», - сообщили Аргироффи и ее команда. Механизм ускорения этих выбросов корональной массы, таким образом, выглядит у таких больших звезд менее эффективным.
В целом же, это первое наблюдение вспышки плазмы на чужой звезде дает ценную информацию о физических законах таких извержений - и это помогает усовершенствовать теоретические модели.
0
