Инфракрасное изображение ударной волны (красная дуга), созданной массивной гигантской звездой Зета Змееносца в межзвездном пылевом облаке. Слабые ветры солнцеподобных звезд главной последовательности наблюдать гораздо труднее. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт; НАСА и группа «Наследие Хаббла» (STScI/AURA); Ч.Р. О'Делл, Университет Вандербильта
Международная исследовательская группа под руководством ученого из Венского университета впервые напрямую обнаружила звездные ветры от трех солнцеподобных звезд, зарегистрировав рентгеновское излучение их астросфер, и наложила ограничения на скорость потери массы звезд. через свои звездные ветры.
Астросферы, звездные аналоги гелиосферы, окружающей нашу Солнечную систему, представляют собой очень горячие плазменные пузыри, выбрасываемые звездными ветрами в межзвездную среду, пространство, заполненное газом и пылью. Изучение звездных ветров звезд малой массы, подобных Солнцу, позволяет нам понять звездную и планетарную эволюцию и, в конечном итоге, историю и будущее нашей собственной звезды и Солнечной системы. Звездные ветры вызывают множество процессов, которые испаряют атмосферы планет в космос и, следовательно, приводят к потере атмосферной массы.
Хотя скорость ухода планет за час или даже год невелика, они действуют в течение длительных геологических периодов. Потери накапливаются и могут стать решающим фактором для превращения планеты в обитаемый мир или безвоздушную скалу.
Несмотря на их важность для эволюции как звезд, так и планет, ветры солнцеподобных звезд, как известно, трудно сдержать. В основном они состоят из протонов и электронов, но также содержат небольшое количество более тяжелых ионов с высоким зарядом (например, кислорода, углерода). Именно эти ионы, захватывая электроны из нейтралов межзвездной среды вокруг звезды, излучают рентгеновские лучи.
Обнаружено рентгеновское излучение астросфер
Международная исследовательская группа под руководством Кристины Кисляковой, старшего научного сотрудника кафедры астрофизики Венского университета, впервые обнаружила рентгеновское излучение из астросфер вокруг трех солнцеподобных звезд, так называемых звезд главной последовательности, которые являются звездами в расцвете своей жизни и, таким образом, впервые напрямую зарегистрировали такие ветры, что позволило им наложить ограничения на скорость потери массы звезд через их звездные ветры.
Эти результаты, основанные на наблюдениях с помощью космического телескопа XMM-Newton, в настоящее время опубликованы в журнале Nature Astronomy. Исследователи наблюдали спектральные отпечатки (так называемые спектральные линии) ионов кислорода с помощью XMM-Newton и смогли определить количество кислорода и, в конечном итоге, общую массу звездного ветра, испускаемого звездами.
Для трех звезд с обнаруженными астросферами, названных 70 Змееносца, эпсилон Эридана и 61 Лебедя, исследователи оценили скорость потери массы в 66,5 ± 11,1, 15,6 ± 4,4 и 9,6 ± 4,1 раза больше скорости потери массы Солнца соответственно. Это означает, что ветры от этих звезд намного сильнее солнечного ветра, что можно объяснить более сильной магнитной активностью этих звезд.
«В Солнечной системе излучение солнечного ветра в результате перезарядки наблюдалось на планетах, кометах и гелиосфере и представляет собой естественную лабораторию для изучения состава солнечного ветра.» объясняет ведущий автор исследования Кислякова.
«Наблюдение этого излучения далеких звезд гораздо сложнее из-за слабости сигнала. Кроме того, из-за удаленности звезд очень сложно отличить сигнал, излучаемый астросферой, от реального рентгеновского излучения самой звезды, часть которого «размазана» по полю зрения звезды. телескоп из-за инструментальных эффектов.
«Мы разработали новый алгоритм для разделения звездного и астросферного вкладов в излучение и обнаружили сигналы перезарядки, исходящие от ионов кислорода звездного ветра и окружающей нейтральной межзвездной среды трех звезд главной последовательности.
«Впервые обнаружено рентгеновское излучение перезарядки из астросфер таких звезд. Наши оценки скорости потери массы могут быть использованы в качестве эталона для моделей звездного ветра и расширить наши ограниченные наблюдательные данные о ветрах звезд солнцеподобного типа.»
Соавтор Мануэль Гюдель, также из Венского университета, добавляет: «В течение трех десятилетий во всем мире предпринимались попытки обосновать наличие ветров вокруг солнцеподобных звезд и измерить их силу, но до сих пор только косвенные доказательства, основанные на их вторичном воздействии на звезду или ее окружающую среду, намекали на существование таких ветров; Наша группа ранее пыталась обнаружить радиоизлучение ветров, но смогла установить только верхние пределы силы ветра, не обнаруживая сами ветры.
«Наши новые результаты, основанные на рентгеновских лучах, открывают путь к непосредственному обнаружению и даже визуализации этих ветров и изучению их взаимодействия с окружающими планетами.»
«В будущем этот метод прямого обнаружения звездных ветров в рентгеновских лучах будет облегчен благодаря будущим инструментам высокого разрешения, таким как спектрометр X-IFU европейской миссии Афина.» объясняет исследователь CNRS Димитра Кутрумпа, соавтор исследования.
«Высокое спектральное разрешение X-IFU разрешит более тонкую структуру и коэффициент излучения линий кислорода (а также других более слабых линий), которые трудно различить с разрешением CCD XMM, и обеспечит дополнительные ограничения на механизм излучения; тепловое излучение звезд или нетепловая перезарядка астросфер.»
Информация от: Венским университетом
