Молодые звезды выбрасывают плазму, раскрывая тайны прошлого Солнца

Художественное изображение выброса корональной массы от EK Дракона. Более горячий и быстрый выброс показан синим цветом, а более холодный и медленный — красным. Автор: NAOJ

Солнце регулярно выбрасывает в космос огромные массы плазмы, называемые выбросами корональной массы (CME). Они часто происходят вместе с внезапными вспышками и иногда достигают Земли, нарушая её магнитосферу и вызывая такие явления космической погоды, как полярные сияния, геомагнитные бури, а иногда даже повреждая энергосистемы.

Учёные полагают, что в молодости Солнца и Земли наша звезда была настолько активной, что эти выбросы могли влиять на возникновение и эволюцию жизни на Земле. Предыдущие исследования показали, что молодые солнцеподобные звезды, аналоги нашего Солнца в юности, часто производят мощные вспышки, значительно превосходящие самые крупные солнечные вспышки в современной истории.

Огромные выбросы от молодого Солнца могли серьёзно повлиять на ранние условия на Земле, Марсе и Венере. Однако до сих пор оставалось неясным, насколько выбросы на этих молодых звездах похожи на солнечные. В последние годы холодная плазма CME обнаруживалась с помощью наземных оптических наблюдений, но высокая скорость и ожидаемая частота сильных выбросов в прошлом оставались загадкой.

Чтобы решить эту проблему, международная команда исследователей, включая Косукэ Намекату из Киотского университета, попыталась выяснить, производят ли молодые солнцеподобные звезды выбросы, аналогичные солнечным. Работа была опубликована в журнале Nature Astronomy.

«Нас больше всего вдохновляла давняя загадка того, как бурная активность молодого Солнца повлияла на зарождающуюся Землю», — говорит Намеката.

«Объединив космические и наземные обсерватории по всей Японии, Корее и Соединенных Штатах, мы смогли восстановить то, что, возможно, произошло миллиарды лет назад в нашей собственной Солнечной системе».

Анализ команды включал одновременные ультрафиолетовые наблюдения с космического телескопа «Хаббл» и оптические наблюдения с наземных телескопов в Японии и Корее. Их целью была молодая звезда-аналог Солнца «EK Дракона». «Хаббл» наблюдал линии дальнего ультрафиолетового излучения, чувствительные к горячей плазме, в то время как три наземных телескопа одновременно наблюдали «линию Hα» водорода, которая отслеживает более холодные газы.

Эти одновременные многодиапазонные спектроскопические наблюдения позволили исследовательской группе зафиксировать как горячие, так и холодные компоненты выброса в реальном времени.

Наблюдения привели к первому свидетельству многокомпонентного выброса корональной массы от EK Дракона. Команда обнаружила, что горячая плазма температурой 100 000 Кельвинов выбрасывалась со скоростью 300–550 километров в секунду, а примерно через 10 минут за ней последовал более холодный газ температурой около 10 000 Кельвинов, выброшенный со скоростью 70 километров в секунду.

Горячая плазма несла гораздо больше энергии, чем холодная, что позволяет предположить: частые сильные выбросы в прошлом могли создавать мощные ударные волны и энергичные частицы, способные разрушать или химически изменять ранние планетарные атмосферы.

Теоретические и экспериментальные исследования подтверждают критическую роль, которую сильные CME и энергичные частицы могли сыграть в образовании биомолекул и парниковых газов, необходимых для возникновения и поддержания жизни на ранней планете.

Таким образом, это открытие имеет большое значение для понимания обитаемости планет и условий, при которых жизнь возникла на Земле и, возможно, в других местах.

Исследовательская группа отметила, что успех этого исследования был достигнут благодаря международному сотрудничеству и точной координации между космическими и наземными обсерваториями.

«Мы были рады видеть, что, хотя наши страны различаются, мы разделяем одну и ту же цель — поиск истины через науку», — говорит Намеката.

Дополнительная информация: Discovery of multi-temperature coronal mass ejection signatures from a young solar analogue, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02691-8.

Источник: Kyoto University

Интересный факт: Наше Солнце в молодости вращалось значительно быстрее, что усиливало его магнитную активность и делало выбросы плазмы гораздо более частыми и мощными. Такие условия могли «сдуть» часть первоначальной атмосферы Марса, сделав его безжизненным, но одновременно создать химические предпосылки для жизни на Земле.