Opracował: dr Marcin Kolonko
Koronalne wyrzuty masy (CME – Coronal Mass Ejections) są wyrzutami namagnesowanej plazmy ze Słońca w przestrzeń kosmiczną. Mogą powodować burze geomagnetyczne, zjawiska zorzowe, prądy wirowe w rurociągach i gazociągach, przepalenia transformatorów w sieciach elektroenergetycznych a także napromieniowanie astronautów czy załóg samolotów znajdujących się akurat w pobliżu bieguna magnetycznego Ziemi.
Wizja artystyczna koronalnego wyrzutu masy (CME) ze Słońca, podobne zaobserwowano na gwieździe EK Draconis. Źródło: Astronomy.com.
Do tej pory CME rozumiano głównie w kontekście Słońca, a ich skutki określa się mianem pogody kosmicznej (już na Ziemi). Stworzono specjalne skale intensywności tych zjawisk (skala R – zakłóceń w transmisji radiowej, G – burz geomagnetycznych i S – intensywności strumienia cząstek docierających do ziemskiej magnetosfery).
Zdjęcie satelitarne CME na Słońcu.
Jednak już od dłuższego czasu poszukiwano potwierdzenia istnienia CME na innych gwiazdach i wygląda na to, że cel ostatnio został osiągnięty. Może to mieć implikacje dla badań planet w strefie zamieszkiwalnej (habitable zone) gwiazd mniejszych od Słońca (czerwonych karłów), które to planety odkrywa się już masowo. Mianowicie, po takim silnym (rzędu 10e33 ergów) rozbłysku (flarze), następujący wyrzut masy może spowodować odarcie planety z atmosfery, gdy znajduje się ona blisko gwiazdy macierzystej. Oraz napromieniowanie budzącego się dopiero życia, gdyby takie miało szansę tam akurat powstać.
Dynamiczne widmo linii wodoru, H_alpha. Z lewej erupcja włókna (filamentu), z prawej wyrzut rozbłysku (prominence). Źródło: Kosuke Namekata.
Sygnaturą takiego rozbłysku jest błysk radiowy na niezbyt wysokiej częstotliwości, który właśnie zaobserwowano przy pomocy sieci LOFAR (trzy stacje znajdują się także w Polsce, m.in. w Łazach niedaleko Krakowa). A także rozszczepienie linii pola magnetycznego wskutek efektu Zeemana – będącego następstwem silnego namagnesowania gwiazdy macierzystej. Ten efekt można zaobserwować przy pomocy teleskopu kosmicznego XMM-Newton.
Sieć stacji LOFAR (Low Frequency Array) – rozproszonego obserwatorium radiowego dla fal o niskiej częstości. Źródło: Obserwatorium Astronomiczne UJ.
Prędkość wyrzucanej plazmy może przekroczyć 2000 kilometrów na sekundę – w przypadku Słońca osiąga ją jedynie 5% CME. To oznacza, że zjawisko CME na tej gwieździe jest bardziej dynamiczne, także za sprawą występującego tam silnego pola magnetycznego które usiłuje taki rozbłysk uwięzić w atmosferze gwiazdy. Jak ta bariera zostanie przełamana, prędkość wyrzutu jest wyższa niż zazwyczaj ma to miejsce na Słońcu.
Przedstawienie symulacji MHD (magnetohydrodynamicznej) 2D (dwuwymiarowej) ekspansji pętli magnetycznej i materiału z rozbłysku. Po prawej u dołu: symulacja dynamicznego widma H_alpha. Źródło: Kosuke Namekata.
Kształt, częstość i przebieg czasowy błysku radiowego był przedmiotem symulacji teoretyków i zgadza się z obserwacjami tego czerwonego karła. Napędu do tego wyrzutu (a zatem energii naciągnięcia owej „kosmicznej procy”) dostarcza rekoneksja gwiazdowego pola magnetycznego – jeszcze silniejszego niż to na Słońcu. Ponieważ emisja takiego skupiska plazmy jest zwrócona w stronę Ziemi (nie zagrażając jej – jest ona o kilkadziesiąt lat świetlnych od gwiazdy), mamy do czynienia ze zjawiskiem przesunięcia ku fioletowi (blueshift), czyli odwrotnie niż przy ucieczce galaktyk znanej z prawa Hubble’a. Oba te zjawiska są ilustracją efektu Dopplera.
Mapy symulacji plam gwiazdowych (analogicznych do plam słonecznych), przedstawiające wizualizację efektu Dopplera (na zielono) oraz z modelowania krzywej blasku TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite; szare kółka A i B) a także radialne pole magnetyczne (na czerwono i niebiesko). TESS jest amerykańskim satelitą służącym do wykrywania planet pozasłonecznych metodą tranzytów). Źródło: Kosuke Namekata.
Gwiazda, o której mowa, leży w gwiazdozbiorze Smoka (Draco) i ma oznaczenie EK Dra.
Materiał przygotowano w oparciu o preprint pracy autora Kosuke Namekata na arXiv.org „Coronal Mass Ejections from young Suns: Insights from Solar and Stellar Observations and Models” oraz artykuł Michaela E. Bakicha w astronomy.com „Astronomers see a massive stellar explosion”.