Наше Солнце способно выкинуть гигантский плазменный шар

Согласно новому исследованию, звезда, которая представляет собой раннюю версию нашего Солнца, недавно испустила извержение магнитного плазменного газа в 10 раз больше, чем когда-либо наблюдалось у звезд, похожих на Солнце.

Звезде EK Draconis всего около 100 миллионов лет, что означает, что она выглядит как Солнце Земли около 4,5 миллиардов лет назад, - сказал руководитель исследования Юта Ноцу, научный сотрудник Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо. Полученные данные предполагают, что Солнце способно извергать корональные выбросы массы (КВМ) - пузыри плазменного газа - больше, чем любые из них, наблюдаемые до сих пор. Однако, поскольку Солнце старше EK Draconis, оно, вероятно, будет более спокойным, а огромные КВМ будут происходить все реже.

Тем не менее, понимание верхних пределов КВМ важно, потому что эти энергичные магнитные извержения взаимодействуют с атмосферой Земли, потенциально вызывая геомагнитные бури, которые могут нарушить работу спутников, вызвать отключение электричества и нарушить работу Интернета и других коммуникаций. КВМ также представляют собой потенциальную опасность для пилотируемых миссий на Луну или Марс - эти солнечные бури испускают потоки высокоэнергетических частиц, которые могут подвергнуть любого, кто находится за пределами защитного магнитного щита Земли, воздействию такого же излучения, как 300 000 рентгеновских лучей, по данным NASA. Это смертельная доза.

В 2019 году Нотсу и его коллеги сообщили, что звезды, похожие на Солнце, способны производить большие всплески электромагнитного излучения, называемые супервспышками. Исследователи обнаружили, что молодые звезды, похожие на Солнце, излучают супервспышки еженедельно, тогда как более старые звезды, такие как Солнце Земли, производят их реже - возможно, каждые 1000 лет или около того.

Подобные супервспышки - это всплески электромагнитного излучения, которые сами по себе не опасны. Но некоторая часть супервспышек сопровождается крупными CME, которые могут быть опасными. Итак, Нотсу и его команда обратились к EK Draconis, чтобы выяснить, вызывают ли супервспышки основные КВМ у молодых солнцеподобных звезд.

Используя спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) и телескоп SEIMEI Киотского университета, исследователи в период с января по апрель 2020 года наблюдали за звездой через 111 световых лет космоса. 5 апреля они получили то, что искали: сдвиг в спектры света, испускаемого звездой, указывающие на сгусток плазмы, движущийся к Земле.

Извержение двигалось со скоростью около 1,6 миллиона км/ч и имело массу более 1 квадриллиона килограммов, что в 10 раз превышает массу любой наблюдаемой солнечной вспышки.

"Это очень полезно для оценки возможного КВМ с супервспышкой на нашем Солнце", - сказал Нотсу.

Было бы легко пропустить супервспышку, случающуюся раз в тысячу лет; первое прямое наблюдение солнечной вспышки произошло в 1859 году, а это означает, что люди имеют менее чем 200-летнюю прямую запись активности поверхности и атмосферы Солнца. До появления электроники солнечные вспышки и геомагнитные бури были не очень заметны на поверхности Земли. Они могли заставить северное сияние стать видимым дальше от полюсов Земли, но не было спутников или средств массовой связи, которые могли бы нарушить его - хотя вспышка 1859 года, известная как событие Кэррингтона, действительно вызвала искрение на телеграфных линиях, а в некоторых случаях и возгорание.

Новое исследование намекает, что в далеком прошлом солнце испускало какие-то вспышки. Годовые кольца деревьев по всему миру регистрируют скачок радиоактивной формы углерода - углерода-14, в 774 и 775 годах. Исследование 2012 года показало, что все, что вызвало это увеличение, было внезапным и быстрым, указывая на солнечную вспышку в качестве виновника. По словам Нотсу, когда энергичные частицы Солнца проникают через магнитный щит Земли, они могут создавать радиоактивные версии атомов. В 2013 году исследователи обнаружили такие же отметки в ледяных ядрах. Исследование 2019 года обнаружило признаки не менее крупного события в 2610 году до нашей эры. Другая вспышка, возможно, случилась в 993 и 994 годах, как показало исследование 2013 года, опубликованное в журнале Nature Communications.

По словам Нотсу, новые наблюдения EK Draconis охватили только первую фазу КВМ. И исследователи до сих пор не уверены, сколько супервспышек оканчиваются КВМ, а сколько прекращаются без плазменного взрыва. По его словам, большее количество наблюдений с использованием различных инструментов может дать более полную картину.