Учёные обнаружили «инопланетные космические метеостанции», которые могут указать на обитаемые планеты

Художественное изображение космической погоды вокруг красного карлика TIC 141146667 с наложением линий магнитного поля. Автор: Навид Марви, Carnegie Science.

Насколько звезда определяет, какими будут её планеты? И может ли это влиять на способность этих миров поддерживать жизнь? Исследователь из Института Карнеги Люк Бума изучает новый подход к этому вопросу, используя естественные «космические метеостанции», которые появляются вокруг некоторых молодых звёзд. Его выводы были представлены на этой неделе на встрече Американского астрономического общества.

Звёзды типа М (красные карлики) меньше, холоднее и тусклее нашего Солнца, но большинство из них имеют как минимум одну каменистую планету размером с Землю. Многие из этих миров не считаются дружелюбными для жизни. Они могут быть слишком горячими, лишены стабильной атмосферы или подвергаться частым вспышкам и интенсивному излучению. Тем не менее, они предоставляют ценные возможности для изучения того, как звёзды влияют на окружающую среду своих планет.

«Звёзды влияют на свои планеты. Это очевидно. Они делают это как через свет, который мы хорошо умеем наблюдать, так и через частицы — или космическую погоду — такие как звёздный ветер и магнитные бури, которые сложнее изучать на больших расстояниях», — пояснил Бума. «И это очень досадно, потому что мы знаем, что в нашей собственной Солнечной системе частицы иногда могут быть важнее для того, что происходит с планетами».

Новый способ изучения звёздной космической погоды

Невозможно напрямую разместить приборы вокруг далёких звёзд для измерения космической погоды.

Или возможно?

Бума, работая с Мойрой Жардин из Университета Сент-Эндрюс, сосредоточился на необычном классе красных карликов, известных как сложные периодические переменные. Эти молодые звёзды быстро вращаются и демонстрируют повторяющиеся провалы яркости. Учёные не были уверены, вызваны ли эти провалы тёмными пятнами на звезде или материалом, вращающимся поблизости.

«Долгое время никто не знал, что делать с этими странными маленькими провалами яркости, — сказал Бума. — Но нам удалось показать, что они могут рассказать нам что-то об окружающей среде прямо над поверхностью звезды».

Кольца плазмы действуют как естественные космические метеостанции

Для дальнейшего исследования команда создала «спектроскопические фильмы» одной из таких звёзд. Их анализ показал, что затемнение вызвано большими облаками относительно холодной плазмы, захваченными в магнитосфере звезды. Эти сгустки плазмы уносятся магнитным полем звезды, образуя структуру в форме пончика, называемую тором.

«Как только мы это поняли, провалы яркости перестали быть странными маленькими загадками и превратились в космическую метеостанцию, — воскликнул Бума. — Плазменный тор даёт нам способ узнать, что происходит с материалом вблизи этих звёзд, включая то, где он сконцентрирован, как движется и насколько сильно на него влияет магнитное поле звезды».

Бума и Жардин оценивают, что по крайней мере 10% красных карликов могут иметь эти плазменные структуры на ранних стадиях своего развития. Это означает, что астрономы могут использовать их, чтобы лучше понять, как звёздные частицы влияют на планетарную среду.

Что это значит для инопланетных миров

Следующая цель Бума — определить, откуда берётся материал в торе: от самой звезды или из внешнего источника.

«Это отличный пример случайного открытия, того, чего мы не ожидали найти, но что даст нам новое окно для понимания отношений между планетой и звездой, — заключил Бума. — Мы ещё не знаем, являются ли какие-либо планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, гостеприимными для жизни, но я уверен, что космическая погода будет важной частью ответа на этот вопрос».

ИИ: Это действительно интригующее открытие, которое превращает «шум» в данных в ценный инструмент. Вместо того чтобы пытаться измерить космическую погоду напрямую, что практически невозможно для далёких систем, учёные нашли естественный «датчик» в самой структуре звезды. Это может стать ключом к пониманию того, какие миры у красных карликов действительно имеют шанс на обитаемость, а какие обречены быть безжизненными пустынями, несмотря на нахождение в «зоне обитаемости».