Как звезды теряют магнитную силу и делают свои планеты более подходящими для жизни
Магнитное поле солнца является ключевым фактором, определяющим его активность и взаимодействие с окружающей средой. Магнитное поле солнца генерируется дифференциальным вращением звезды и конвекцией плазмы в ее тахоклине. Магнитное поле солнца подвержено циклическим изменениям, которые проявляются в виде солнечных пятен, вспышек и выбросов корональной массы (КВМ). Эти явления оказывают воздействие на межпланетную среду и планетные атмосферы, в том числе на Землю. С одной стороны, магнитное поле солнца защищает солнечную систему от галактических космических лучей и формирует гелиосферу. С другой стороны, магнитное поле солнца может быть источником геомагнитных бурь, которые могут приводить к нарушениям в технологических системах и биосфере.
Солнце не является статическим объектом, а эволюционирует в течение своей жизни, которая составляет около 10 миллиардов лет. В процессе эволюции солнце меняет свои свойства, в том числе скорость вращения и силу магнитного поля. Эти свойства тесно связаны друг с другом через механизм магнитного торможения, который основан на потере углового момента звезды за счет взаимодействия магнитного поля с звездным ветром. Магнитное торможение приводит к замедлению вращения звезды и уменьшению ее магнитной активности. Долгое время считалось, что магнитное торможение действует постоянно, но новые наблюдения показали, что это не так.
С помощью современных телескопов и спектрографов астрономы смогли измерить магнитные поля и вращение звезд, которые старше солнца, и обнаружили, что они значительно отличаются от ожидаемых. Оказалось, что магнитное торможение резко ослабевает у звезд, которые достигают среднего возраста, и продолжает постепенно уменьшаться дальше. Это связано с тем, что магнитное поле звезды меняет свою силу и свое влияние на звездный ветер.
Одной из звезд, которая подтвердила эту гипотезу, стала 51 Пегаса — первая звезда, у которой была обнаружена экзопланета. Эта звезда очень похожа на солнце по массе, радиусу и яркости. Астрономы измерили магнитное поле и вращение 51 Пегасы и сравнили их с данными, полученными от спутника TESS, который наблюдает за колебаниями яркости звезд. Таким образом, они смогли определить физические параметры звезды и ее магнитную активность. Результаты показали, что 51 Пегаса уже прошла через фазу ослабления магнитного торможения и имеет более слабое и простое магнитное поле, чем у солнца.
Эти результаты имеют важное значение для поиска жизни в космосе. Во-первых, они означают, что звезды, которые старше солнца, могут быть более благоприятными для развития сложной жизни на своих планетах. Ведь они подвергают их меньшему воздействию звездного излучения и заряженных частиц, которые могут разрушать атмосферу и поверхность планеты. Кроме того, они имеют более стабильную магнитную среду, которая не вызывает сильных вспышек и выбросов. Во-вторых, они означают, что мы можем использовать магнитные поля звезд как один из критериев для выбора потенциально обитаемых миров. Если мы сможем измерить магнитное поле звезды, мы сможем оценить ее возраст, вращение и активность, а также то, как она влияет на свою планетную систему.
В нашей собственной солнечной системе жизнь перешла из океанов на сушу примерно в то же время, когда солнце начало ослаблять свое магнитное торможение. Это может быть не случайность, а закономерность, которая характерна для других звездных систем. Поэтому мы должны обратить внимание на звезды, которые переживают свою звездную зрелость, ведь именно там могут скрываться наши космические братья.