Рентгеновское излучение стерилизовало гипотетические планеты звезды AD Льва
Рентгеновское излучение, возникшее в результате вспышки на звезде AD Льва (известной также как Глизе 388) могло «сдуть» озоновый слой гипотетических землеподобных планет и уничтожить на них все живое. Это следует из результатов моделирования немецких астрономов, которые они представили на научной конференции, состоявшейся в рамках Европейской недели астрономии и космической науки (European Week of Astronomy and Space Science, EWASS 2018).
В настоящее время астрономам известно около четырех тысяч экзопланет, обращающихся вокруг своих звезд по орбитам разной вытянутости и отдаленности. Большинство из этих планет представляют собой газовые гиганты, расположенные слишком близко к звезде и разогретые до слишком высоких температур, чтобы на них могла существовать жизнь. Тем не менее, время от времени ученые открывают и такие планеты, которые имеют каменистую поверхность и находятся на достаточном удалении от материнской звезды, чтобы на них могла существовать вода в жидком состоянии. Как правило, этих условий достаточно, чтобы назвать планету потенциально обитаемой.
Бо́льшая часть известных потенциально обитаемых планет обращается вокруг красных карликов — маленьких, холодных звезд. Из-за низкой температуры красных карликов их обитаемая зона находится значительно ближе к звезде, чем для остальных типов звезд. К сожалению, многие красные карлики часто переживают яркие вспышки, которые сопровождаются рентгеновским излучением или корональными выбросами массы. Поскольку обитаемые планеты красных карликов находятся сравнительно недалеко от звезды, такие вспышки могут представлять серьезную опасность для жизни, возникающей на их поверхности, — особенно мощные корональные выбросы массы могут просто-напросто «сдуть» атмосферу планеты.
Чтобы прояснить последствия таких вспышек, группа ученых под руководством Эйке Гюнтера (Eike Guenther) тщательно отслеживала состояние известных красных карликов. В феврале 2018 года они действительно зарегистрировали подобную вспышку на звезде AD Льва, известной также как Глизе 388 (разумеется, здесь имеется в виду момент, когда излучение звезды дошло до Земли). Этот красный карлик находится на расстоянии около 16 световых лет от Земли, на расстоянии около трех миллионов километров вокруг него обращается планета массой около 45 земных масс. Теоретически, вокруг Глизе 388 могут обращаться и более далекие планеты, которые не удается зарегистрировать с помощью современных приборов и которые попадают в обитаемую зону.
Первые наблюдения показали, что в отличие от солнечных вспышек, вспышка на AD Льва не сопровождалась выбросами корональной массы. Следовательно, атмосфера ближайшей к звезде планеты и более далеких потенциально обитаемых планет не должна была пострадать. Однако дальнейший, более детальный анализ вспышки показал, что она сопровождалась мощным излучением в рентгеновском диапазоне. Из построенной учеными модели следовало, что такое излучение легко прорвалось бы через озоновый слой потенциально обитаемых планет, толщина которого сравнима с земным озоновым слоем, и уничтожила бы жизнь на ее поверхности. Более того, такое излучение могло бы разрушить большую часть озонового слоя в течение всего двух лет. Таким образом, если бы жизнь на гипотетических отдаленных планетах AD Льва действительно существовала, она никогда бы не выбралась из океанов.
В феврале этого года американские астрономы сообщили о мощной вспышке, которая произошла в марте 2017 года на ближайшей к Солнцу звезде — Проксиме Центавра. Ученые предполагают, что такая вспышка также должна была «сдуть» озоновый слой обращающейся вокруг звезды землеподобной планеты, что ставит под сомнение ее обитаемость. Подобные же проблемы грозят планетам систем Kepler-438 и TRAPPIST-1, которые в свое время называли одними из самых перспективных кандидатов в двойники Земли, а также недавно открытой планеты в системе Ross-128, также обращающейся вокруг красного карлика. Впрочем, в последнем случае красный карлик неактивен, что оставляет определенную надежду на обитаемость планеты.
С другой стороны, некоторые исследователи утверждают, что жизнь может существовать даже на планетах рядом с пульсарами, постоянно излучающими в рентгеновском диапазоне. Из расчетов ученых следует, что если масса экзопланеты в несколько раз превышает массу Земли, а ее атмосфера в несколько раз плотнее земной, излучение не может добраться до поверхности планеты, и на ней могут возникнуть потенциально пригодные для жизни условия.
Дмитрий Трунин
Радиоимпульсы возникают в магнитосфере магнитара
Астрономы увидели, как галактический магнитар SGR J1935+2154 начал и перестал быть радиопульсаром. В этой фазе он пробыл 13 дней, спустя пять месяцев после того, как стал первым источником быстрого радиовсплеска в Млечном Пути. Это говорит в пользу теории о том, что подобные всплески связаны с намагниченными нейтронными звездами. Статья опубликована в журнале Science Advances. Впервые быстрые радиовсплески наблюдались 16 лет назад (хотя известны и более старые события), с тех пор было обнаружено несколько сотен подобных событий. Они представляют собой очень яркие импульсы радиоизлучения, которые длятся миллисекунды, чаще всего наблюдаются одиночные радиовсплески, однако известны и источники повторяющихся всплесков. При этом все источники находятся в других галактиках. Природа быстрых радиовсплесков до сих пор остается предметом споров и существует ряд теорий, объясняющих их. В 2018 году идея о том, что всплески могут возникать в магнитосфере намагниченных нейтронных звезд получила хорошее наблюдательное подтверждение, а в апреле 2020 года был обнаружен первый кандидат в источник быстрых радиовсплесков в Млечном Пути FRB 20200428, который укладывался в эту теорию. Его источником стал магнитар SGR J1935+2154, который находится в 21 тысяче световых лет от Солнца в остатке сверхновой G57.2+00.8. Группа астрономов во главе с Вэйвэем Чжу (Weiwei Zhu) из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук сообщила, что наблюдала SGR J1935+2154 в фазе радиопульсара при помощи наземного радиотелескопа FAST. Наблюдения велись с 9 по 30 октября 2020 года и были инициированы сообщением команды радиотелескопа CHIME, обнаружившим от магнитара три всплеска 8 октября. При этом в период с мая по август источник не проявлял заметной активности, лишь 30 апреля и 24 мая наблюдались три радиовсплеска умеренной светимости. В общей сложности за 13 дней ученые зарегистрировали 795 импульсов, которые четко повторялись с периодом 3,2478 секунды. Фаза радиоимпульсов не совпадает с фазой рентгеновских пульсаций, в отличие от эпизода генерации быстрого радиовсплеска FRB 20200428, при этом светимости одиночных импульсов примерно на восемь-девять порядков ниже, чем у FRB 20200428. Импульсы обладают сложной субструктурой, которая напоминает наблюдаемые структуры импульсов у источников повторяющихся быстрых радиовсплесков. Исследователи предполагают, что эти результаты говорят в пользу идеи о том, что магнитары могут быть источниками быстрых радиовсплесков. Возможно всплески, подобные быстрым радиовсплескам, и их аналоги с более низкой светимостью, генерируются за счет разных механизмов. Радиоимпульсы способны возникать в фиксированной области магнитосферы и генерируются за счет обычных физических механизмов, ответственных за излучение радиопульсаров. Радиовсплески же могут порождаться во время сильных возмущений магнитосферы и могут быть связаны с некими взрывными процессами, это способно объяснить отсутствие наблюдаемого периода у источников повторяющихся быстрых радиовсплесков. О том, что такое быстрые радиовсплески и как их изучают, можно прочитать в блоге астрофизика Сергея Попова.