Scoperta la fisicia dei flare stellari: le particelle super energetiche più luminose di mille soli - METEO GIORNALE: primo sito meteo italiano di Previsioni Meteo
Il Sole è una stella che emette delle esplosioni energetiche chiamate “flare solari”, le quali possono influenzare il nostro pianeta causando interruzioni nelle comunicazioni e blackout a livello globale. Tuttavia, rispetto alle “super flares” osservate da missioni come quelle di NASA Kepler e TESS, i flare solari sono relativamente deboli. Le “super flares” provengono da altre stelle e possono essere da 100 a 10.000 volte più luminose di quelle solari.
Si pensa che la fisica alla base dei flare solari e delle super flares sia la stessa: un’improvvisa liberazione di energia magnetica. Le stelle che producono super flares hanno campi magnetici più forti e quindi flare più luminosi, ma alcune mostrano un comportamento insolito: un iniziale aumento di luminosità di breve durata, seguito da un secondo flare meno intenso ma di durata maggiore. Un team guidato dal ricercatore post-dottorato dell’Università di Hawaiʻi, Kai Yang, e dall’associato professore Xudong Sun, ha sviluppato un modello per spiegare questo fenomeno, pubblicato su The Astrophysical Journal.
“Applicando ciò che abbiamo imparato sul Sole ad altre stelle più fredde, siamo stati in grado di identificare la fisica che guida questi flare, anche se non potremmo mai vederli direttamente”, ha affermato Yang. ”La variazione di luminosità di queste stelle nel tempo ci ha effettivamente aiutato a ‘vedere’ questi flare che sono davvero troppo piccoli per essere osservati direttamente”.
Curve di luce
Si riteneva che la luce visibile in questi flare provenisse solo dagli strati inferiori dell’atmosfera di una stella. Le particelle energizzate dalla riconnessione magnetica, precipitano dalla corona calda e rarefatta (strato esterno di una stella) e riscaldano questi strati. Studi recenti hanno ipotizzato che l’emissione da anelli coronali – plasma caldo intrappolato dal campo magnetico del Sole – potrebbe essere rilevabile anche per stelle che producono super flares, ma la densità in questi anelli dovrebbe essere estremamente alta. Purtroppo, gli astronomi non avevano modo di testare questa ipotesi, poiché non esiste un modo per vedere questi anelli su stelle diverse dal nostro Sole.
Altri astronomi, utilizzando dati dai telescopi Kepler e TESS, hanno individuato stelle con una curva di luce peculiare - simile a un “picco-gobba”, un salto di luminosità. Si è scoperto che questa curva di luce assomiglia a un fenomeno solare in cui un secondo picco più graduale segue la prima esplosione.
“Queste curve di luce ci hanno ricordato un fenomeno che abbiamo visto sul Sole, chiamato flare solari in fase tardiva”, ha detto Sun.
Generazione di luminosità in fase tardiva simile
I ricercatori si sono chiesti: “Potrebbe lo stesso processo – anelli stellari energizzati e di grandi dimensioni – produrre miglioramenti simili della luminosità in fase tardiva nella luce visibile?”
Yang ha affrontato questa domanda adattando simulazioni fluidodinamiche che erano state frequentemente utilizzate per simulare gli anelli dei flare solari, e aumentando la lunghezza dell’anello e l’energia magnetica. Ha scoperto che l’ingresso di energia del grande flare pompa una massa significativa negli anelli – risultando in un’emissione di luce visibile densa e luminosa, proprio come previsto.
Questi studi hanno rivelato che vediamo tale luce “gobba” solo quando il gas super-caldo si raffredda nella parte più alta dell’anello. A causa della gravità, questo materiale incandescente poi cade, creando quello che chiamiamo “pioggia coronale”, che spesso vediamo sul Sole. Questo dà al team la fiducia che il modello debba essere realistico.
Riferimento: “Un possibile meccanismo per la ‘fase tardiva’ nei flare stellari in luce bianca” di Kai E. Yang, Xudong Sun, Graham S. Kerr e Hugh S. Hudson, 6 dicembre 2023, The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ad077d
