Астрофизики объяснили, как магнитное поле звезды подавляет корональные выбросы массы

Ученые из Хайфского Техниона с коллегами впервые экспериментально доказали, что сильные магнитные поля способны полностью подавлять корональные выбросы звезд.

Корональные выбросы массы представляют собой гигантские извержения намагниченной плазмы. На Солнце такие явления наблюдаются регулярно, но их наблюдение у других звезд остается достаточно редким. Это стало серьезной проблемой для звездной астрономии, поскольку выбросы играют важнейшую роль в эволюции светил, потере ими массы и формировании космической погоды вокруг экзопланет.

Чтобы разобраться в причинах этого феномена, исследователи объединили астрофизическое моделирование и высокоэнергетические лазерно-плазменные эксперименты. В лабораторных условиях ученые воссоздали основные параметры звездных выбросов и проследили за поведением плазменных потоков в магнитных полях разной мощности. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Результаты экспериментов показали четкую закономерность. В условиях слабых магнитных полей потоки плазмы распространялись свободно. Но при увеличении мощности поля плазменные струи теряли стабильность, распадались и полностью останавливались. Трехмерное моделирование подтвердило, что причиной разрушения плазмы и блокировки выбросов является магнитное поле.

Как показали расчеты и эксперименты, магнитного поля напряженностью около 100 гаусс уже достаточно, чтобы удерживать корональные выбросы. Среднее магнитное поле Солнца, как минимум в 20 раз ниже этого порога, поэтому оно не может погасить регулярные корональные выбросы нашего светила.

"Наши эксперименты и моделирование впервые наглядно демонстрируют, что именно сильные магнитные поля действуют как барьер для плазмы", – отметил соавтор работы, профессор Техниона Жульен Фукс.

Открытие объясняет физику звездных атмосфер и позволяет точнее оценивать условия обитаемости планетных систем у активных звезд.