Астрономические вспышки на поверхности Солнца и на других звёздах — одни из самых энергичных явлений во Вселенной. Они выбрасывают огромные объёмы энергии за короткое время и наблюдаются во всём диапазоне электромагнитного спектра — от радиоволн до рентгеновского излучения. Однако, несмотря на внешнее сходство, поведение вспышек на Солнце и на других звёздах (так называемых звездных вспышек) существенно различается, как показало недавнее исследование астрономов с участием данных космического телескопа TESS.
Что такое солнечные и звездные вспышки
Солнечные вспышки — это вспышки электромагнитного излучения, возникающие в верхних слоях атмосферы Солнца (в короне) из-за внезапной переброски магнитной энергии. Такие события сопровождаются выбросом излучения в диапазоне радио, ультрафиолета и рентгеновских лучей, иногда связаны с корональными выбросами массы (CME).
Звездные вспышки — аналогичные события, происходящие на поверхности других звёзд, также вызванные магнитной активностью, но часто с гораздо большей энергией и масштабом. Они наблюдаются у большого числа звёзд, особенно красных карликов и молодых активных звёзд, которые обладают сильными магнитными полями.
Солнечные вспышки: механизм возникновения
На Солнце вспышки происходят в областях с сильной магнитной активностью — чаще всего возле солнечных пятен. Эти тёмные участки поверхности Солнца связаны с интенсивными магнитными полями, которые «перепутываются» и накапливают энергию. Когда магнитные силовые линии внезапно перестраиваются (процесс, называемый магнитным переподключением), энергия высвобождается в виде вспышки.
Солнечные вспышки классифицируются по интенсивности в несколько уровней — от A и B (самые слабые) до C, M и X (самые мощные). Каждый следующий уровень примерно в 10 раз энергичнее предыдущего.
Звездные вспышки: что показывает статистика
Несмотря на то, что вспышки на других звёздах также связаны с магнитной активностью, их поведение часто не коррелирует со звёздными пятнами так, как это происходит на Солнце. Недавний анализ данных, основанный на наблюдениях TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), включил более 14 000 звёзд и более 200 000 вспышек. Учёные сопоставили вариации яркости, связанные со звёздными пятнами, и вспышки, которые проявляются как кратковременные резкие повышения блеска.
Для Солнца характерна сильная корреляция: вспышки чаще появляются в тех областях, где наблюдаются солнечные пятна. Однако для большинства звёзд такая корреляция отсутствует: вспышки возникают независимо от того, присутствуют ли на наблюдаемой части звезды большие магнитно-активные области. Другими словами, вероятность появления вспышки не зависит от видимых пятен на поверхности у большинства звёзд, в отличие от Солнца.
Отличия в энергии и масштабах
Звездные вспышки по энергии могут превосходить солнечные во много раз. Некоторые из них классифицируются как супервспышки: их энергия превышает самые мощные солнечные вспышки, наблюдаемые на Солнце, в сотни раз. Они наблюдаются, например, на активных красных карликах и молодых звёздах, где магнитная активность очень высока. Такие события могут изменить атмосферу вращающейся вокруг звезды планеты всего за несколько дней.
Кроме того, статистические исследования показывают, что в выборках вспышек на других звёздах встречаются события с энергией, которая на Солнце никогда не наблюдалась — это свидетельствует о том, что динамика магнитной активности и физические условия на поверхностях разных звёзд могут существенно отличаться.
Почему Солнце выделяется
Солнце остаётся объектом, чья активность изучена наиболее глубоко благодаря многолетним наблюдениям и множеству космических миссий. Однако поведение солнечных вспышек и пятен не является универсальным для всех звёзд, выясняется при сопоставлении данных о вспышках и яркостях тысяч звёзд. Солнечные вспышки и пятна у Солнца обнаруживают чёткую корреляцию, тогда как у большинства других звёзд такая связь отсутствует или намного слабее.
Причины таких различий пока полностью не установлены. Это означает, что процессы, приводящие к вспышкам, хотя и имеют общий физический фундамент (магнитная активность), проявляют себя по-разному в зависимости от структуры и внутренней динамики конкретной звезды. Это многообразие поведения остаётся предметом активных исследований астрофизиков.
Влияние вспышек на окружающую среду и планеты
Солнечные вспышки могут влиять на Землю и ближний космос. Они способны вызывать радиопомехи, нарушать работу спутников, влиять на GPS-сигналы и вызывать геомагнитные бури, когда связанные с ними корональные выбросы массы (CME) достигают магнитосферы Земли.
Звездные вспышки, особенно мощные, могут оказывать ещё более сильное воздействие на планеты вокруг других звёзд — в том числе изменять состав и структуру их атмосфер за короткие промежутки времени.
Что остаётся неизвестным
Хотя фундаментальная природа вспышек — магнитное переподключение в активных областях — обща для Солнца и других звёзд, различия в деталях их проявления остаются предметом изучения. На сегодняшний день астрономы:
- фиксируют статистическую независимость между вспышками и пятнами у большинства звёзд;
- наблюдают значительно более мощные вспышки у некоторых типов звёзд по сравнению с Солнцем;
- пытаются понять, почему магнитная активность у Солнца и у других звёзд проявляется по-разному.
Заключение
Солнечные и звездные вспышки имеют общее происхождение — магнитная активность, но отличаются по своим свойствам, масштабам и связи с пятнами на поверхности. Солнце остаётся относительно спокойной звездой по сравнению с рядом других, у которых вспышки чаще, мощнее и не связаны напрямую с видимыми активными областями. Эти отличия показывают, что понятие «типичного поведения звёзд» требует более широкого подхода, охватывающего различные классы и условия, чем те, которые наблюдаются у нашего собственного светила.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
