Звездные вспышки «взрывают» атмосферу Осириса

17.07.2018



Порождаемые ими ударные волны огибают всю планету, сталкиваясь на ее теневой стороне.

Ученые из Института астрономии РАН совместно с коллегами из Австрии изучили влияние вспышек звезд на атмосферу близких к ним экзопланет. Оказалось, что вспышки порождают пару ударных волн в газовой оболочке, причем эти волны огибают всю планету и сталкиваются в теневом полушарии. Соответствующая статья направлена на публикацию в Astronomy Reports, а с ее препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.

Авторов работы интересовала планета HD 20 9458b — газовый гигант, вращающийся вокруг желтого карлика HD 209 458 (к этому же классу принадлежит и Солнце) в 153 световых годах от нас, в созвездии Пегаса. HD 20 9458b имеет собственное имя — Осирис. Эта планета постоянно испаряется, поскольку находится менее чем в семи миллионах километров от своей звезды. К тому же та часто генерирует мощные вспышки — более сильные, чем на нашем Солнце.

В момент вспышки уровень ультрафиолетового и рентгеновского излучения, получаемого планетой от звезды, может увеличиваться во много раз. Такие события представляют большой интерес для астрономов. На столь экстремальном примере проще всего изучать процесс потери планетой атмосферы в ходе ее эволюции. Между тем именно он определяет пригодность планет для жизни. Например, Земля в период молодости Солнца (и соответствующих мощных вспышек на нем) не успела потерять свою атмосферу, а вот Марс — утратил, что и сделало его поверхность практически необитаемой (по крайней мере, для сложных организмов).

Исследователи применили одномерную модель эволюции атмосферы для того, чтобы понять, как именно она реагирует на дополнительное звездное излучение, получаемое во время вспышки на собственном светиле. Оказалось, что поглощение дополнительной энергии в коротковолновой части ультрафиолетового диапазона ведет к такому интенсивному нагреву верхних частей атмосферы, что в ней образуется две ударные волны, как от взрывов. Волны эти распространяются в атмосфере на очень большие расстояния. По расчетам, они должны огибать всю планету и сталкиваться в ее теневом (на момент вспышки) полушарии.

Астрономы ставят вопрос о том, можно ли наблюдать следы таких необычных процессов имеющимися телескопами. Расчеты показали, что для спектральной линии Лайман-альфа вполне можно заметить следы существования таких ударных волн. Речь идет о серии спектральных линий, наблюдаемых, когда происходит множество переходов электронов в атомах водорода с верхнего на нижний энергетический уровень. Согласно полученным оценкам, в спокойном состоянии энергия излучения планеты Осирис в линиях Лайман-альфа лишь 2×10 в 24-й степени эрг в секунду. А вот сразу после вспышки ее звезды такая энергия может достигать 5×10 в 28-й степени эрг в секунду. Разница более чем в 10 000 раз должна быть вполне доступной современным фотонным детекторам, то есть следы таких событий можно наблюдать с уже существующей техникой.

Чердак (ТАСС), 16 июля 18:34

Подразделы

Объявления

©РАН 2018