С помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» астрономы получили первое изображение так называемой астросферы — огромного пузыря, окружающего молодую звезду HD 61005 и сформированного ее мощным звездным ветром. Похожая структура есть и у Солнца: его гелиосфера защищает Землю от потока частиц межзвездной среды. Однако наблюдать ее «со стороны» невозможно, тогда как аналог вокруг другой звезды теперь удалось зафиксировать впервые. Результаты работы опубликованы на сервере препринтов arXiv.
Что такое астросфера и почему она важна
Астросфера создается вследствие взаимодействия мощного потока частиц, исходящего от поверхности звезды, с окружающей межзвездной средой. Ветер, в прямом смысле сдувающий окружающую пыль и газ, формирует огромный пузырь горячей плазмы, который затем остывает и смешивается с окружающим газом. Это похоже на то, как воздух из мощного вентилятора создает вихрь в маленькой комнате, но в космических масштабах.
Астрономы давно изучают гелиосферу Солнца, но никогда не могли наблюдать ее внешний вид напрямую. Теперь, увидев астросферу HD 61005, они получили представление о том, как могла выглядеть гелиосфера в прошлом или как она может меняться по мере движения Солнца по галактике.
Молодая звезда и мощный ветер
HD 61005 находится примерно в 120 световых годах от Земли — это относительно близко по астрономическим меркам. Хотя по массе и температуре эта звезда очень похожа на наше Солнце, ей всего около 100 миллионов лет, тогда как возраст Солнца — почти 5 миллиардов лет. В молодости звезды имеют гораздо более активные ветры: частицы у HD 61005 вылетают примерно в три раза быстрее и в 25 раз гуще, чем солнечный ветер сейчас.
«Солнце ежедневно оказывает на нас влияние не только своим светом, но и ветром, который оно посылает в космос, и который может воздействовать на наши спутники и, возможно, на астронавтов», — объясняет соавтор исследования Скотт Волк из Центра астрофизики Гарвард‑Смитсоновского института.
По его словам, наблюдения HD 61005 дают ключ к пониманию того, каким был солнечный ветер на ранних этапах развития Солнца.
Пыльные «крылья» молодой звезды
Систему HD 61005 называют «Мотыльком», потому что вокруг нее заметна плотная пылевая оболочка, напоминающая крылья мотылька на инфракрасных снимках. Эти крылья состоят из остатков газа и пыли, оставшихся после формирования звезды, похожих на пояс Койпера в нашей Солнечной системе. Наблюдения телескопа «Хаббл» показали, что окружающая межзвездная среда здесь приблизительно в 1000 раз плотнее, чем та, через которую сейчас движется Солнце.
Плотная среда, сильный звездный ветер и высокий рентгеновский потенциал сделали HD 61005 идеальным кандидатом для наблюдения астросферы с помощью «Чандра»: ее диаметр примерно в 200 раз больше расстояния от Земли до Солнца, что делает структуру крупной и заметной в рентгене.
Что это говорит о нашем Солнце
«Есть поговорка о том, как мотылек летит к пламени. В случае HD 61005 этот “мотылек” родился вокруг пламени», — говорит соавтор исследовани Брэд Сниос.
Ученые считают, что Солнце тоже проходило через фазу с мощным ветром и большой астросферой, когда оно было молодым. Более того, если бы текущая гелиосфера Солнца оказалась в плотной области галактики, она могла бы простираться далеко за орбиту Сатурна. И наоборот, астросфера «Мотылька» была бы в 10 раз шире, если бы HD 61005 находилась в месте с нынешней плотностью межзвездной среды.
HD 61005 не видна невооруженным глазом, но с помощью бинокля ее можно найти на ночном небе. Первые признаки рентгеновского излучения от звезды были получены в 2014 году всего за час наблюдений с телескопа. В 2021 году ученые провели около 19 часов наблюдений, что позволило наконец получить четкое изображение протяженной астросферы.
В ранней Вселенной обнаружено удивительно зрелое скопление галактик
«Чандра» помогла раскрыть природу скрытого соседа Бетельгейзе
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram