Na Słońcu regularnie występują rozbłyski, które mogą mieć wpływ na Ziemię. Jednak w porównaniu z „super rozbłyskami” zaobserwowanymi przez misje kosmiczne wydają się one mało istotne.
Na Słońcu regularnie występują rozbłyski, które mogą mieć wpływ na Ziemię. Najpotężniejsze z nich mogą zakłócać dostawę prądu elektrycznego i telekomunikację na całym świecie. W porównaniu z „super rozbłyskami” zaobserwowanymi przez misje Kepler i TESS, te ze Słońca wydają się jednak mało istotne. „Super rozbłyski” emitowane przez inne gwiazdy mogą być nawet 100 do 10 000 razy jaśniejsze od naszego Słońca.
Uważa się, że fizyka rozbłysków słonecznych i „super rozbłysków” jest taka sama: to wybuchowe uwolnienie się energii magnetycznej. „Super rozbłyski” charakteryzują się silniejszymi polami magnetycznymi, co sprawia, że są znacznie jaśniejsze. Niektóre z nich wykazują jednak nietypowe zachowanie, polegające na nagłym, krótkotrwałym wzroście jasności, po którym następuje dłuższy, ale mniej intensywny rozbłysk. Grupa naukowców opracowała niedawno model wyjaśniający to zjawisko, który został opublikowany 6 grudnia 2023 roku w czasopiśmie The Astrophysical Journal.
Korzystając z wiedzy zdobytej na temat Słońca i stosując ją do innych, chłodniejszych gwiazd, udało nam się zidentyfikować mechanizmy generujące te rozbłyski, nawet jeśli nie mogliśmy ich bezpośrednio obserwować – powiedział Kai Yang, profesor nadzwyczajny z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Hawajskiego. Zmiany jasności tych gwiazd pomogły nam dostrzec te rozbłyski, które w rzeczywistości są zbyt małe, by móc je obserwować bezpośrednio.
Krzywe blasku
Uważano dotąd, że światło widzialne obserwowane w tych rozbłyskach pochodzi tylko z dolnych warstw atmosfery gwiazdy. Cząstki naenergetyzowane przez procesy rekoneksji magnetycznej spadają z gorącej, rozrzedzonej korony (zewnętrznej warstwy gwiazdy) i ogrzewają te warstwy. Ostatnie prace sugerowały, że emisja z pętli koronalnych – gorącej plazmy uwięzionej przez pole magnetyczne Słońca – może być również wykrywalna w przypadku gwiazd z super rozbłyskami, ale gęstość plazmy w tych pętlach musiałaby być niezwykle wysoka. Niestety, astronomowie nie mieli możliwości sprawdzenia tej hipotezy, ponieważ nie ma możliwości zaobserwowania takich pętli na gwiazdach innych niż nasze Słońce.
Inni astronomowie, wykorzystując dane z teleskopów Keplera i TESS, zauważyli jednak gwiazdy z osobliwą krzywą blasku – podobną do piku. Okazuje się, że ta krzywa blasku przypomina zjawisko słoneczne, w którym drugi, bardziej stopniowy szczyt następuje po początkowym rozbłysku.
Te krzywe blasku przypominają nam zjawiska, które widzieliśmy na Słońcu, zwane rozbłyskami słonecznymi w później fazie – powiedział Xudong Sun z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Hawajskiego.
Wytwarzanie podobnej jasności w późniejszej fazie
Naukowcy zadali sobie następujące pytanie: Czy ten sam proces – duże pętle gwiazdowe zasilane energią – może powodować podobne zwiększenie jasności w późnej fazie w świetle widzialnym? Yang rozwiązał to zagadnienie, modyfikując symulacje płynów, które są powszechnie stosowane do przeprowadzania symulacji pętli rozbłysków słonecznych, oraz zwiększając długość pętli i energię magnetyczną. Okazało się, że duża energia rozbłysku przyczynia się do znacznego nagromadzenia masy w pętli, co prowadzi do intensywnej i jasnej emisji światła widzialnego, zgodnie z przewidywaniami.
Badania potwierdziły, że takie „uderzenia” rozbłysków światła obserwujemy tylko wtedy, gdy super gorący gaz ochładza się w najwyższej części pętli. Następnie, dzięki grawitacji, ta świecąca materia opada, tworząc to, co nazywamy deszczem koronalnym, który często obserwujemy na Słońcu. Właśnie te obserwacje dają zespołowi pewność, że ich model jest realistyczny.
Więcej informacji:
- Physics behind unusual behavior of stars’ super flares discovered
- A Possible Mechanism for the "Late Phase" in Stellar White-light Flares
Źródło: Uniwersytet Hawajski
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Pętle koronalne obserwowane przez sondę NASA Transition Region And Coronal Explorer (TRACE). Źródło: NASA/TRACE
