Модель НАСА на звезде, напоминающей наше Солнце

Каппа 1 Кита невероятно похожа на Солнце.

По звездным стандартам Солнце сейчас «умеренно пухлая звезда в расцвете сил». Но чтобы полностью понять его эволюцию и попытаться предсказать будущее развитие, ученым необходимо выяснить, какими были эти тела на более ранних этапах развития. В этом процессе очень помогают наблюдения молодых однотипных звезд и, конечно же, моделирование.

Ученые обнаружили новую звезду, напоминающую наше Солнце

Восстановление утраченного «детского фото» нашего Солнца.

Говоря о своей работе, международная группа астрофизиков во главе с Владимиром С. Айрапетяном из Американского университета и НАСА называет это отчетом врача или восстановлением утерянной детской фотографии.

История нашей звезды

Как и врачи, ученые составили огромное количество «анализов» различных параметров звезды, чтобы реконструировать историю ее «взросления». И, как профессионалы ретуши, они изучают «сородичей» Солнца, чтобы восстановить его облик в «молодости».

Симуляторы

Задачей ученых было смоделировать звездный ветер, расположенный очень близко к Kappa 1 Ceti. Эта очень молодая звезда отделяется от нас всего на 30 световых лет, что по космическим меркам кажется короткой прогулкой.

Сходства между новой звездой и нашим Солнцем

В то же время новая звезда Kappa 1 Ceti невероятно похожа на Солнце: масса этих двух звезд идентична в пределах ошибки измерения, спектральный класс такой же, а значит, такой же состав. При этом соседняя звезда моложе почти на четыре миллиарда лет.

Поведение новой звезды

Из-за этого Kappa 1 Ceti имеет светимость всего 85% от солнечной, гораздо быстрее вращается вокруг своей оси и ведет себя как маленький ребенок: постоянно устраивает хаос в окружающем пространстве. Вернее, выбрасывает огромное количество вещества, демонстрируя гораздо большую активность, чем Солнце. Так и должно быть, согласно современным представлениям об эволюции звезд.

Почему моделирование необходимо и важно

И если мы сможем измерить значительную часть физических параметров далекой звезды с помощью телескопов, то звездный ветер просто не доходит до нас в необходимом для изучения количестве. Здесь в игру вступает моделирование. Команда Айрапетяна использовала хорошо зарекомендовавший себя программный пакет Alfvén Wave Solar Model, который является частью Структуры моделирования космической погоды, разработанной в Мичиганском университете. Эта модель была создана для моделирования и прогнозирования солнечного ветра, но ее также можно использовать для других звезд.

Точность

Более того, благодаря возможности проверить реальные параметры вещества, излучаемого Солнцем, высокая точность модели подтверждена практикой. Более того, аналогичные расчеты для Kappa 1 Ceti проводились ранее, но их разрешение было очень маленьким.

Методы

На этот раз ученые радикально увеличили детализацию моделирования, используя данные об изучаемой звезде, полученные сразу четырьмя телескопами: космическим телескопом Хаббла, транзитным спутником исследования экзопланет (TESS), NICER и XMM-Newton. Одним из визуальных результатов этой работы стало впечатляющее видео распространения вещества из короны молодой звезды.

Важность результатов

Но исследование было направлено не только на получение красивых динамических 3D-моделей. Когда Солнцу было около 700 миллионов лет, на Земле начала формироваться примитивная жизнь. В этом процессе активно участвовали эффекты, создаваемые светилом, в первую очередь поток заряженных частиц, которые имеют большое влияние на атмосферу и химические процессы на поверхности планеты. Из-за повышенной активности звезды магнитное поле Земли (или гипотетического аналогичного тела в обитаемой зоне Каппа 1 Кита) было сжато, и поток солнечного ветра был настолько сильным, что полярные сияния появились даже над экватором. .

Будущие исследования

После моделирования «молодой версии Солнца» Кита Айрапетян и его коллеги собираются повторить то же самое с более взрослыми звездами. Это необходимо для совершенствования программного обеспечения и математического аппарата такого моделирования. Вскоре ученые смогут получить больше данных о ранних этапах эволюции нашего светила и понять, как оно повлияло на возникновение и развитие жизни на Земле.