Солнце часто выбрасывает в космос огромные массы плазмы, называемые корональными выбросами массы (КВМ). Они часто сопровождаются внезапными вспышками, которые иногда распространяются достаточно далеко, чтобы нарушить магнитосферу Земли, вызывая явления космической погоды, такие как полярные сияния или геомагнитные бури, а иногда даже вызывая повреждение электросетей.
Учёные полагают, что в молодости Солнца и Земли Солнце было настолько активным, что эти корональные выбросы массы могли даже повлиять на возникновение и эволюцию жизни на Земле. Более того, предыдущие исследования показали, что молодые солнцеподобные звёзды, подобия нашего Солнца в молодости, часто производят мощные вспышки, значительно превосходящие самые крупные солнечные вспышки в современной истории.
Огромные корональные выбросы массы (КВМ) от раннего Солнца могли оказать серьёзное влияние на ранние условия существования Земли, Марса и Венеры. Однако остаётся неясным, в какой степени взрывы на этих молодых звёздах приводят к выбросам массы, подобным солнечным. В последние годы холодная плазма КВМ была обнаружена оптическими наземными наблюдениями. Однако высокая скорость и ожидаемая частота появления мощных КВМ в прошлом оставались неуловимыми.
Чтобы решить эту проблему, международная группа исследователей, включая Косуке Намеката из Киотского университета, решила проверить, производят ли молодые солнцеподобные звёзды корональные выбросы массы, подобные солнечным. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy .
«Больше всего нас вдохновляла давняя загадка того, как бурная активность молодого Солнца повлияла на зарождающуюся Землю», — говорит Намеката.
«Объединив космические и наземные объекты в Японии, Корее и США, мы смогли реконструировать то, что могло произойти миллиарды лет назад в нашей Солнечной системе».
Анализ, проведённый группой, включал одновременные ультрафиолетовые наблюдения, проведённые космическим телескопом «Хаббл», и оптические наблюдения, проведённые наземными телескопами в Японии и Корее. Целью исследования был молодой аналог Солнца «EK Draconis». «Хаббл» наблюдал линии излучения в дальней ультрафиолетовой области спектра, чувствительные к горячей плазме , в то время как три наземных телескопа одновременно наблюдали водородную линию «Hα», которая отслеживает более холодные газы.
Эти одновременные многоволновые спектроскопические наблюдения позволили исследовательской группе зафиксировать как горячие, так и холодные компоненты выброса в режиме реального времени.
Эти наблюдения привели к первым свидетельствам многотемпературного коронального выброса массы из EK Draconis. Команда обнаружила, что горячая плазма с температурой 100 000 градусов Кельвина выбрасывалась со скоростью от 300 до 550 километров в секунду, а примерно через 10 минут последовал выброс более холодного газа с температурой около 10 000 градусов со скоростью 70 километров в секунду.
Горячая плазма несла гораздо больше энергии, чем холодная плазма, что позволяет предположить, что частые сильные корональные выбросы массы в прошлом могли вызывать сильные удары и энергичные частицы, способные разрушать или химически изменять ранние планетарные атмосферы.
Теоретические и экспериментальные исследования подтверждают решающую роль, которую могут играть сильные корональные выбросы массы и энергичные частицы в инициировании биомолекул и парниковых газов, которые необходимы для возникновения и поддержания жизни на молодой планете.
Таким образом, это открытие имеет важное значение для понимания обитаемости планет и условий, при которых зародилась жизнь на Земле и, возможно, где-либо еще.
Исследовательская группа отметила, что успех данного исследования был достигнут благодаря международной командной работе и четкой координации между космическими и наземными обсерваториями.
«Мы были рады увидеть, что, несмотря на разницу в наших странах, нас объединяет общая цель — поиск истины посредством науки», — говорит Намеката.
