У вересні 1859 року англійський астроном-аматор Річард Каррінгтон спостерігав надзвичайно потужну геомагнітну бурю і яскравий сонячний спалах. Пізніше ця астрономічна подія отримала його ім'я.
Використовуючи телескоп власної конструкції, він зміг провести детальні спостереження сонячних плям, замалювати їхню форму і розташування на поверхні зірки.
Один із таких начерків він зробив у день бурі 1859 року і описав його як "інтенсивно яскраву подію" - перше визначення потужного геомагнітного спалаху.
Вважається, що спалах рівня Керрінгтона може спричинити глобальні відключення електрики та пошкодження всієї електричної інфраструктури. На ремонт можуть піти роки.
Спалахи, подібні до того, який спостерігав Керрінгтон, відбуваються не тільки на Сонці, а й на інших зірках. У результаті виділяється енергія, лінії магнітного поля зірки деформуються, а потім знову з'єднуються.
Тепер, коли астрономи отримали доступ до даних космічних телескопів НАСА "Кеплер" і "Транзит екзопланет" (TESS), що вимірюють світло інших зірок, яскравість подібних спалахів простежується в динаміці. З неймовірною точністю вимірювань. У підсумку прокреслюється "крива блиску".
Незвичайні квазіперіодичні пульсації
Спалахи зазвичай мають загальний профіль яскравості, зі швидким початковим зростанням яскравості, за яким слідує повільніший спад. Однак спалахи часто відхиляються від цієї схеми і демонструють складнішу поведінку, включно з так званими "квазіперіодичними пульсаціями" (КПП).
Це означає, що під час фази загасання яскравість коливається вгору і вниз і напіврегулярно. Квазіперіодичні пульсації становлять інтерес для астрономів, які хочуть більше дізнатися про механізми виникнення спалахів і про те, як вони впливають на систему "зірка-планета".
Ґрунтуючись на вимірах TESS, вчені виявили 7 М-карликів з кандидатами на КПП.
Оскільки пульсації не є точно періодичними, виявити їх непросто. Тому астрономи скористалися методом емпіричного розкладання режиму, щоб визначити найбільш статистично ймовірний середній період коливань.
Зоряні спалахи життя
То що ж цікавого в цих спалахах та їхніх пульсаціях? Добре відомо, що спалахи можуть бути проблемою як для життя, що зароджується, так і для найскладніших біологічних форм, подібних до нашої.
До 20% енергії спалаху випромінюється у вигляді ультрафіолетового світла, яке руйнує озоновий шар планет, що потрапили під спалах.
Однак вважається, що в помірних кількостях такого роду спалахи можуть сприяти розвитку первісного життя.
В експерименті Міллера-Урея 1952 року, метою якого було відтворення умов первісного супу на Землі, імітацію блискавки використовували як енергетичний каталізатор для створення складних органічних сполук, таких як амінокислоти, з простіших, неорганічних попередників - процес, відомий як "абіогенез".
Тоді було висунуто припущення, що ультрафіолетове випромінювання, яке виробляють спалахи, може слугувати енергетичним каталізатором у ранніх (біо)хімічних реакціях.
На малюнку автори показують набір "розподілів частоти спалахів" для 7 досліджених ними зірок.
Такі розподіли описують, як часто генеруються спалахи певної енергії.
Об'єднавши результати попередніх досліджень (Günther et al. (2020), Tilley et al. (2019), Rimmer et al. (2018), дослідники відобразили сім спалахів, які генерують, поверх двох областей у частотно-енергетичному просторі: одну, де, як вважається, можливий абіогенез під впливом ультрафіолетового світла від спалахів, та іншу, де вироблене ультрафіолетове світло руйнує озоновий шар планети.
Вони зазначають, що спалахи трьох зірок лежать у зоні абіогенезу, хоча дві з них також перетинають зону руйнування озонового шару.
Нарешті, автори обговорюють, як квазіперіодичні пульсації впливають на екзопланети, що обертаються навколо М-карликів.
Дослідження сонячних КПП також показали, що збурення іоносфери Землі здатні призвести до акустичних гравітаційних хвиль в океані і порушити задану частоту радіохвиль.
Наслідки зазначених ефектів для первісного життя незрозумілі, але вони явно впливають на "білкову концепцію" життя.
Таким чином, КПП здатні або запустити, або знищити горнило первісного життя, а також змінити/знищити більш організовані біологічні форми.
Розуміння фізичної природи зоряних спалахів є важливим аспектом одного з найцікавіших питань в астрономії: де у Всесвіті може існувати життя?
За матеріалами astrobites.org
