Художественное изображение вспышки HD 283572, молодой соседней звезды. Фото: CfA/Мелисса Вайс
Астрономы обнаружили мощное извержение молодой звезды, которая всего за несколько часов стала более чем в сто раз ярче. Это открытие предлагает новое понимание того, как молодые солнцеподобные звезды ведут себя на ранних этапах своей жизни, и их влияние на развитие любой из их новорожденных планет.
Исследователи Смитсоновской астрофизической обсерватории (САО), входящей в состав Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт (CfA) возглавил это открытие, используя наблюдения субмиллиметровой решетки (SMA) за HD 283572, звездой на 40 процентов массивнее Солнца, расположенной на расстоянии около 400 световых лет от нас. SMA — это комплекс телескопов на Мауна-Кеа на Гавайях, специально разработанный для обнаружения света в миллиметровом диапазоне.
HD 283572, возраст которой составляет менее 3 миллионов лет, более чем в тысячу раз моложе Солнца и находится в том возрасте, когда вокруг звезд начинают формироваться планеты земного типа. Команда под руководством доктора Джошуа Беннетта Ловелла, астронома SAO и научного сотрудника SMA в CfA, использовала SMA для поиска пылевого материала, образующегося при формировании молодых планет, который имеет слабое, но заметное свечение на миллиметровых или радиоволнах. . Однако они нашли нечто совершенно иное.
«Мы были удивлены, увидев необычайно яркую вспышку от обычной молодой звезды», — сказал Ловелл. «Вспышки на таких длинах волн редки, и мы не ожидали увидеть ничего, кроме слабого свечения пыли, образующей планеты».
Звездные вспышки могут увеличить яркость звезды в десятки или сотни раз на разных длинах волн света. По мере вращения звезд их магнитные поля могут скручиваться и образовывать области повышенной магнитной энергии. Подобно слишком туго затянутой пружине, эта накопленная магнитная энергия в конечном итоге должна быть высвобождена. В случае звезд это вызывает сильное ускорение заряженных частиц, которые прорываются через их поверхность.
Проблема наблюдения за такими вспышками заключается в том, что никогда точно не известно, когда звезда может вспыхнуть в следующий раз, и поймать их может быть особенно сложно на миллиметровых волнах.
«HD 283572 казалась бездействующей в течение нескольких месяцев, прежде чем мы заметили ее извержение», — сказал Ловелл. «Каждый раз, когда мы направляли SMA обратно на звезду после этой вспышки, мы ничего не видели. Наши результаты подтверждают, что эти вспышки редки на миллиметровых волнах, но они могут быть чрезвычайно мощными для звезд в таком молодом возрасте».
Изображения молодой звезды HD 283572 и окружающего ее поля. На большом изображении показаны оптические и инфракрасные данные цифрового обзора неба (DSS), а HD 283572 — яркая звезда в середине изображения, выделенная квадратом. На вставках показаны изображения субмиллиметровой решетки (SMA) с центром в HD 283572, сделанные 14 и 17 января 2022 года и 27 марта 2023 года. Красный источник на средней панели показывает вспышку, засвидетельствованную 17 января. Звезда не была обнаружена SMA ни в другие два дня, ни в пяти других наблюдениях SMA, не показанных здесь. Размер изображения DSS составляет 20 угловых минут (2,3 световых года при расстоянии HD 283572, равном 400 световым годам), а изображения SMA — 24 угловых секунды. Фото: CfA/JB Lovell et al.
Команда измерила энергию вспышки HD 283572 и обнаружила, что за 9-часовой период она выпустила примерно в миллион раз больше энергии, чем любые миллиметровые вспышки, наблюдаемые на ближайших звездных соседях Солнца. Это одна из самых мощных подобных вспышек, о которых сообщалось.
Это было грандиозное событие, эквивалентное расходованию всего ядерного арсенала Земли примерно за миллисекунду, снова и снова, в течение почти полдня!» — сказал исследователь SAO доктор Гаррет Китинг, второй автор исследования и научный сотрудник проекта SMA. «Если мы учитываем длины волн света звезды, которые SMA не наблюдала, и мы ожидаем, что он мог быть даже во много раз более энергичным».
Однако, поскольку обнаружена только одна вспышка, остается неясным, что именно спровоцировало это событие.
«Это настоящая загадка, и здесь может задействован целый ряд механизмов. Взаимодействие с невидимыми звездами-компаньонами или планетами или периодическая активность звездных пятен — это две возможности, но что остается вне сомнений, так это то, насколько мощным это было событие», — сказал Китинг. . «Любые потенциальные планеты, развивающиеся в этой системе, были бы поражены мощной силой этой вспышки. Я бы не хотел там расти!»
Молодой возраст звезды и ее солнечная природа дают важные подсказки о типичных условиях окружающей среды, в которых может находиться любая молодая развивающаяся планета, такая как Земля. Мощные вспышки могут ограничить рост атмосфер планет или серьезно повредить уже сформировавшиеся атмосферы.
Дальнейшие наблюдения продолжаются, чтобы понять, как часто HD 283572 подвергается вспышкам и тормозят ли вспышки вокруг этого типа молодой звезды рост планетарных атмосфер.
«Сейчас мы проводим новую кампанию SMA для изучения молодых звезд, подобных HD283572. Как часто они вспыхивают и каковы их типичные свойства? Объединив данные SMA с наблюдениями на более длинных волнах, мы также можем исследовать физику Вспышки и механизмы их излучения. Я работала над этим, используя архивные данные Очень Большого Массива», — сказала Рамиса Актер Рахман, студентка старшего курса Колледжа Уильяма и Мэри, которая летом 2023 года проходила стажировку у доктора Ловелла в SAO. Программа «Исследовательский опыт для студентов».
Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
Информация от: Гарвард-Смитсоновским центром астрофизики.
