Впервые российские исследователи применили методы наблюдения, чтобы изучить перестройку силовых линий в мощных магнитных полях вокруг массивной протозвезды — космического «зародыша», где пока не начались термоядерные реакции. Это явление сопровождалось всплеском микроволнового излучения. Ученые предложили новую гипотезу: причиной выброса огромной энергии стало взаимодействие магнитных полей, выступающих гигантскими хранилищами энергии в космосе. Как это открытие может приблизить нас к созданию неисчерпаемого источника энергии — читайте в материале «Известий».

Энергетическая вспышка в звездном эмбрионе

Российские астрофизики из Уральского федерального университета вместе с коллегами из Китая и Италии обнаружили, что колоссальные выбросы энергии в космосе могут быть вызваны взаимодействием гигантских магнитных полей.

Эти выводы были сделаны в ходе наблюдений за сверхмассивной протозвездой G36.11+0.55, расположенной на расстоянии более 4 тысяч световых лет от Земли.

Как пояснили ученые, протозвезда — это ранняя стадия формирования звезды. Она представляет собой сжимающееся под действием гравитации облако газа и пыли, ядро которого уже нагревается из-за высокого давления, но термоядерные реакции еще не начались. Этот этап может длиться от 100 тысяч до 10 миллионов лет, а из окружающего вещества впоследствии могут образоваться планеты.

G36 находится на начальном этапе развития и окружена плотным газопылевым диском, активно поглощающим вещество. Это делает ее идеальным объектом для изучения процессов звездообразования.

Фото: пресс-служба УрФУ Научный сотрудник лаборатории астрохимических исследований УрФУ Сергей Хайбрахманов

— В ходе наблюдений за объектом с помощью наземных телескопов астрономы зафиксировали необычную 90-дневную вспышку микроволнового излучения (мазер), высвободившую энергию порядка 10³⁹ эрг. Это в миллион раз мощнее средней солнечной вспышки или в 170 миллиардов раз больше годового энергопотребления человечества. При этом изменения яркости мазера синхронизировались с колебаниями магнитного поля, — рассказал «Известиям» один из авторов исследования Сергей Хайбрахманов.

Магнитные поля — космические аккумуляторы

Обычно подобные события объясняют аккрецией — падением вещества из окружающего диска на протозвезду. Однако, несмотря на мощность вспышки, ее масштаб оказался меньше, чем у аналогов, что указывало на иную природу явления.

Исследователи предположили, что в G36 также произошел эпизод усиленной аккреции, но дополнительно сгусток вещества передал звезде часть своего магнитного поля, что и привело к необычному эффекту.

— Накопление избыточной магнитной энергии у поверхности звезды вызвало магнитное пересоединение — перестройку силовых линий с взрывным выделением энергии. Это космический аналог короткого замыкания, запустившего мазерную вспышку, — пояснил Сергей Хайбрахманов.

Фото: пресс-служба УрФУ

Главный вывод исследования — обнаружение прямой связи между колебаниями яркости мазера и изменениями магнитных полей. Это указывает, что вспышка вызвана не просто аккрецией, а магнитными процессами.

Открытие подчеркивает роль магнитных полей как энергетических резервуаров и их значение в формировании звездных систем.

Космическая лаборатория для будущих технологий

По словам ученого, изучение магнитных пересоединений, встречающихся во многих физических процессах, может помочь научиться управлять ими.

— Например, на Земле исследователи работают над созданием дешевого источника «вечного» топлива на основе управляемого термоядерного синтеза. Однако для этого необходимо научиться удерживать плазму с температурой в десятки миллионов градусов. Один из возможных подходов — использование магнитных полей, — отметил Сергей Хайбрахманов.

Наблюдения за протозвездой могут предоставить реальные данные для проверки математических моделей таких установок, что ускорит разработку надежных термоядерных реакторов.

Фото: пресс-служба УрФУ

— Впервые наблюдательно подтверждено магнитное пересоединение в массивных протозвездных объектах. Это расширяет наши знания о звездообразовании и может иметь практическое применение, — сообщила «Известиям» старший научный сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева Надежда Шахворостова.

Например, в токамаках магнитные пересоединения могут вызывать срывы плазмы, мешающие ее удержанию. Изучение этих процессов в космосе дает данные для проверки расчетных моделей и помогает точнее настроить компьютерные симуляции. Кроме того, исследование магнитных полей в протопланетных дисках позволит лучше понять формирование Солнечной системы.

Как показывает история науки, фундаментальные астрономические исследования часто приводят к неожиданным практическим результатам. Например, изучение квазаров легло в основу GPS-навигации, а методы исследования космического радиоизлучения помогли создать магнитно-резонансную томографию.

Исследование звездных «зародышей» может стать основой для термоядерных технологий будущего, заключила эксперт.

— Магнитные пересоединения, сопровождающиеся взрывным выделением энергии, — распространенное явление во Вселенной, включая Солнце и магнитосферу Земли, — пояснил директор астрономической обсерватории Иркутского госуниверситета Сергей Язев.

Новые примеры помогут глубже понять физику этих процессов, что, в свою очередь, ускорит разработку мощных энергетических систем, даже если они не будут термоядерными.