Астрономы впервые отследили звездные ветра от солнцеподобных звезд

Астрономы впервые напрямую отследили звездные ветра от трех близких к Солнцу звезд главной последовательности, наблюдая рентгеновское излучение, возникающее при перезарядке ионов звездного ветра на нейтралах межзвездной среды. Наблюдения пригодятся для уточнения моделей звездных ветров, потерь атмосфер экзопланет и эволюции звезд. Статья опубликована в Nature Astronomy.

Звездные ветра в виде постоянно истекающего из короны звезды потока частиц играют важную роль в эволюции звезд, способствуя замедлению вращения звезды и увеличению потери массы, а также влияют на эволюцию планет, вращающихся вокруг звезд, и их газовых оболочек, в том числе на их потенциальную обитаемость. Звездные ветра, помимо нашего Солнца, обнаруживали уже у массивных горячих звезд, гигантов и звезд типа T Тельца, однако у звезд главной последовательности их регистрировали лишь косвенно, что дает только верхние пределы скорости потери массы.

Наиболее эффективным к настоящему моменту методом обнаружения звездного ветра стало отслеживание поглощения излучения в линии Лайман-альфа водородной стеной, расположенной вблизи границы астросферы. Однако можно также отслеживать процесс перезарядки протонов и сильно ионизированных тяжелых элементов, таких как C, N и O, при столкновениях с нейтральными атомами и молекулами в астросфере, что наблюдалось в Солнечной системе вблизи планет и комет. При этом, в случае сильно ионизированных элементов, в ходе перезарядки могут возникать ультрафиолетовые или рентгеновские фотоны, причем в последнем случае их можно регистрировать с большого расстояния.

Астрономы во главе с Кристиной Кисляковой (Kristina Kislyakova) из Венского университета опубликовали результаты наблюдений в мягком рентгеновском диапазоне за астросферами нескольких близких к Солнцу (не более пяти парсек) звезд при помощи космической обсерватории XMM-Newton. Целями наблюдений стали 70 Змееносца, Эпсилон Эридана, Альфа Центавра (включая Проксиму Центавра), Процион, Тау Кита и 61 Лебедя. Ученые искали избыточное рентгеновское излучение вблизи Kα-линии кислорода, которое нельзя объяснить спектром звезды, что указало бы, что оно создается за счет перезарядки между звездными ветрами и нейтралами межзвездной среды.

Излучение было обнаружено у астросфер трех звезд главной последовательности: 70 Змееносца, Эпсилон Эридана и 61 Лебедя. Скорость потери массы для этих звезд, связанная с ветрами, в 66,5, 15,6 и 9,6 раз больше скорости потери массы Солнцем, что связывается с повышенной активностью. Эти результаты приблизительно согласуются с данными, полученными в ходе наблюдений за водородными стенами. Для остальных звезд были получены верхние пределы потери массы, которые не превышают солнечный уровень, за исключением Тау Кита — не более чем в 4,2 раза больше солнечного.

Ранее мы рассказывали о том, как десять космических аппаратов отследили путешествие коронального выброса массы с Солнца по Солнечной системе.