Лабораторный эксперимент показал, как магнитные поля могут гасить звездные выбросы

Эксперименты с лазерной плазмой и моделирование показали, что магнитные поля активных звезд способны удерживать корональные выбросы массы.

Международная команда астрофизиков и специалистов по плазме получила экспериментальное подтверждение идеи, которая давно обсуждалась в теории: сильные магнитные поля активных звезд могут полностью подавлять корональные выбросы массы. Работа опубликована в Physical Review Letters, а краткое изложение подготовил Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam.

Корональные выбросы массы, или CME, — это огромные выбросы намагниченной плазмы из атмосферы звезды. У Солнца такие события наблюдаются регулярно. Они влияют на космическую погоду, могут создавать геомагнитные бури и опасны для спутников, радиосвязи и экипажей в космосе. Но у других звезд, особенно активных, убедительные наблюдения CME встречаются неожиданно редко.

Новая работа проверяет объяснение: выбросы могут рождаться, но не покидать звезду. Для этого исследователи совместили три подхода: астрофизическое моделирование, эксперименты с высокоэнергетической лазерной плазмой и трехмерные численные расчеты. В лаборатории лазер создавал поток плазмы, похожий по масштабным законам на ядро звездного выброса.

Результат оказался наглядным. В относительно слабом внешнем магнитном поле плазма распространялась свободно. Но при более сильном поле поток начинал фрагментироваться, становился неустойчивым и в итоге останавливался. Численные расчеты указали на kink instability: поток изгибается, нарушает собственную структуру и может даже начать двигаться назад.

Такой механизм помогает объяснить странность наблюдений. Если активные звезды производят мощные вспышки, от них логично было бы ожидать и частых CME. Но если крупномасштабное магнитное поле работает как ловушка, многие выбросы не уходят в межпланетное пространство, а остаются связанными со звездой.

Есть и важный вывод для экзопланет. CME — один из самых жестких факторов звездной космической погоды: они могут срывать атмосферу планеты или менять ее химию. Если часть выбросов у активных звезд подавляется магнитным полем, некоторые планеты могут жить в менее агрессивной среде, чем предполагали более простые оценки. Это не делает их автоматически обитаемыми, но меняет входные условия для моделей атмосферной эволюции.

Автор материала

Rus.NASA

Редакционный автор, публикующий материалы о космосе, науке и технологиях.