Впервые в истории астрономии удалось полностью зафиксировать выброс корональной массы на другой звезде. Это открытие показало, что когда подобные катастрофические события происходят на молодых светилах, они несут достаточно энергии, чтобы потенциально запустить химические процессы, ведущие к возникновению жизни на любых обращающихся вокруг планетах.

Молодые звезды могут быть гораздо более беспокойными, чем старые. Физика звезд предсказывает, что в юные годы наше Солнце порождало вспышки излучения и выбросы корональной массы, которые были гораздо мощнее и происходили чаще, чем те, что оно способно произвести сегодня.

Однако до недавнего момента никто не видел, чтобы молодая звезда, похожая на Солнце, проявляла такую активность.

Выброс корональной массы и сопровождающая его вспышка происходят, когда напряженные магнитные поля на Солнце или другой звезде «разрываются», высвобождая колоссальный выброс энергии, после чего поля пересоединяются. Эта энергия проявляется как яркая вспышка на поверхности звезды, одновременно с которой в космос может быть выброшен огромный шлейф плазмы прямо из короны — сверхгорячего внешнего слоя атмосферы звезды.

Мы привыкли наблюдать такие выбросы на нашем Солнце, однако зафиксировать их на других звездах гораздо сложнее. Тем не менее, наземные телескопы, работающие на длине волны водорода-альфа, уже обнаруживали более холодную, низкоэнергетическую плазму, которую «отрыгивали» молодые звезды во время выбросов. Следующим шагом был поиск высвобождения энергии большей мощности, которое, как полагают физики, и характеризует частые выбросы от молодых звезд.

Прорыв в наблюдениях

С этой целью международная команда астрономов под руководством Косукэ Намекаты из Университета Киото в Японии совершила прорыв, сфокусировавшись на молодой солнцеподобной звезде EK Дракона. Она находится в 112 световых годах от Земли в созвездии Дракона. Возраст звезды оценивается в 50–125 миллионов лет, что очень мало для светила, которое будет существровать миллиарды лет. Ее масса, радиус и температура поверхности очень близки к солнечным.

«Нас больше всего вдохновляла давняя загадка о том, как бурная активность молодого Солнца повлияла на nascent Землю», — сказал Намеката. — «Объединив космические и наземные обсерватории по всей Японии, Корее и США, мы смогли восстановить то, что, возможно, произошло миллиарды лет назад в нашей собственной Солнечной системе».

Команда Намекаты провела одновременные наблюдения за EK Дракона с помощью космического телескопа «Хаббл», спутника NASA TESS и трех наземных телескопов в Японии и Корее. Наблюдения «Хаббла» в ультрафиолетовом диапазоне позволили засечь высокоэнергетические компоненты выброса, наземные телескопы отслеживали более холодную плазму по ее водородно-альфа излучению, а TESS фиксировал яркую вспышку, сопровождавшую событие.

Энергия для создания жизни

Вместе «Хаббл» и наземные телескопы зафиксировали спектральные линии, соответствующие выбросу на EK Дракона. Ультрафиолетовое зрение «Хаббла» обнаружило облако горячей плазмы температурой 100 000 кельвинов. Анализ доплеровского смещения в ультрафиолетовых линиях показал, что горячая плазма была выброшена с колоссальной скоростью от 300 до 550 километров в секунду. Десять минут спустя появился шлейф более холодного газа (10 000 К), двигавшийся медленнее — 70 км/с. Вместе горячий быстрый и холодный медленный компоненты составили два проявления одного и того же коронального выброса.

Именно горячий компонент выброса нес в себе гораздо больше энергии. Исследователи заявили, что регулярное высвобождение такого количества энергии было бы достаточно значимым, чтобы управлять химическими реакциями в атмосфере планеты. Эти реакции могут производить парниковые газы, способные сохранять планету теплой, а также разрушать атмосферные молекулы, позволяя им преобразовываться в сложные органические молекулы — потенциальные строительные блоки жизни.

Таким образом, эти наблюдения представляют собой редкое glimpse в ту роль, которую звезды могут играть в происхождении жизни. Ту самую роль, которую наше Солнце, возможно, играло 4.5 миллиарда лет назад для Земли, и которую другие звезды могут исполнять сегодня для далеких экзопланет. Это открытие напрямую связывает бурную юность звезд с фундаментальными астробиологическими процессами, приближая нас к ответу на один из самых profound вопросов: одиноки ли мы во Вселенной?

Результаты исследования были опубликованы 27 октября в журнале Nature Astronomy.