Астрономы впервые напрямую засняли астросферу у звезды, похожей на молодое Солнце. Наблюдения рентгеновской обсерватории Chandra, дополненные данными космического телескопа Хаббл в ближнем инфракрасном диапазоне, позволили увидеть оболочку горячего газа вокруг звезды HD 61005. Это относительно близкая к нам звезда, удалённая примерно на 120 световых лет. По массе и температуре она близка к Солнцу. Однако HD 61005 значительно моложе - её возраст составляет около 100 миллионов лет, тогда как Солнцу примерно 5 миллиардов.
Астросферой называют область пространства, формируемую звёздным ветром - потоком заряженных частиц, постоянно истекающих со звезды. Сталкиваясь с окружающей систему межзвёздной средой, эти частицы формируют пузырь, заполненный горячим газом. У Солнца существует аналогичная структура - гелиосфера, которая простирается далеко за пределы орбит планет. Она частично защищает Землю от галактических космических лучей. Однако увидеть гелиосферу «со стороны» мы не можем, поскольку находимся внутри неё. Именно поэтому обнаружение астросферы у похожей звезды имеет для науки особую ценность - оно позволяет понять, как могла выглядеть защитная оболочка Солнца в эпоху его молодости.
HD 61005 обладает гораздо более мощным звёздным ветром, чем современное Солнце. Скорость частиц в нём примерно в три раза выше, а плотность - примерно в 25 раз больше. Сталкиваясь с холодным межзвёздным газом и пылью, этот поток разогревает окружающее вещество до температур, при которых оно начинает излучать в рентгеновском диапазоне. Именно это излучение и зарегистрировала Chandra. Для этого потребовались длительные наблюдения - почти 19 часов непрерывной съёмки позволили отчётливо увидеть протяжённую структуру астросферы диаметром около 200 астрономических единиц, то есть примерно в 200 раз больше расстояния от Земли до Солнца.
В инфракрасном диапазоне система HD 61005 демонстрирует крупные пылевые структуры, напоминающие крылья. Эти образования представляют собой вещество, оставшееся после формирования звезды. Фактически это аналог пояса Койпера в нашей Солнечной системе. Наблюдения телескопа Хаббл показали, что межзвёздная среда в этой области примерно в тысячу раз плотнее той, через которую сейчас движется Солнце. Такое плотное окружение усиливает взаимодействие звёздного ветра с окружающим веществом и делает астросферу особенно заметной.
Это открытие даёт редкую возможность заглянуть в далёкое прошлое нашей собственной системы. Когда Солнце было молодым, его ветер тоже был значительно сильнее, а условия в Галактике могли отличаться от нынешних. По оценкам исследователей, если бы Солнце находилось в столь плотной межзвёздной среде, как HD 61005, граница гелиосферы могла бы сжаться примерно до орбиты Сатурна. И наоборот, если бы HD 61005 оказалась в современных условиях Солнечной системы, её астросфера была бы примерно в десять раз больше.
Image credit: X-ray: NASA/CXC/John Hopkins Univ ; Infrared: NASA/ESA/STIS