Вторник, 27 февраля, 2024
ДомойКосмосЯрче тысячи солнц: ученые раскрыли физику необычного поведения супервспышек звезд

Ярче тысячи солнц: ученые раскрыли физику необычного поведения супервспышек звезд

- Advertisement -

Интенсивные солнечные вспышки, в том числе более крупные «супервспышки» от других звезд, изучаются, чтобы понять их влияние и происхождение, при этом недавние модели указывают на схожую физику, лежащую в основе, и вклад различных звездных слоев (концепция Артиста). Фото: SciTechDaily.com

Солнце генерирует солнечные вспышки, которые могут повлиять на Землю, причем самые интенсивные из них способны вызвать отключения электроэнергии и нарушения связи во всем мире. Однако эти солнечные вспышки относительно слабы по сравнению с «супервспышками», наблюдаемыми НАСАКеплер и Тэсс миссии. Эти «супервспышки» исходят от звезд и в 100–10 000 раз ярче, чем на Солнце.

Считается, что физика солнечных вспышек и супервспышек одинакова: внезапное высвобождение магнитной энергии. Супервспыхивающие звезды имеют более сильные магнитные поля и, следовательно, более яркие вспышки, но некоторые демонстрируют необычное поведение — первоначальное кратковременное повышение яркости, за которым следует вторичная, более продолжительная, но менее интенсивная вспышка. Команда под руководством научного сотрудника Института астрономии Гавайского университета Кай Янга и доцента Сюдуна Суня разработала модель, объясняющую это явление. Астрофизический журнал.

«Применяя то, что мы узнали о Солнце, к другим, более холодным звездам, мы смогли определить физику, вызывающую эти вспышки, хотя мы никогда не могли видеть их напрямую», — сказал Янг. «Изменение яркости этих звезд с течением времени фактически помогло нам «увидеть» эти вспышки, которые на самом деле слишком малы, чтобы их можно было наблюдать напрямую».

Кривые блеска

Считалось, что видимый свет в этих вспышках исходит только из нижних слоев атмосферы звезды. Частицы, напитанные энергией магнитного пересоединения, падают из горячей разреженной короны (внешнего слоя звезды) и нагревают эти слои. Недавняя работа предположила, что излучение корональных петель — горячих плазма захваченные магнитным полем Солнца — также могут быть обнаружены для сверхвспыхивающих звезд, но плотность в этих петлях должна быть чрезвычайно высокой. К сожалению, у астрономов не было возможности проверить это, поскольку нет возможности увидеть эти петли на звездах, кроме нашего собственного Солнца.

Изображение корональной петли на Солнце, полученное Обсерваторией солнечной динамики, показывающее феномен «коронального дождя». Изображение Земли включено для обеспечения масштаба петли, которая более чем в 10 раз больше Земли. Фото: Обсерватория солнечной динамики НАСА/Студия научной визуализации/Том Бриджмен

Другие астрономы, используя данные телескопов «Кеплер» и TESS, обнаружили звезды со своеобразной кривой блеска, похожей на небесный «пиковый скачок» — скачок яркости. Оказывается, эта кривая блеска напоминает солнечное явление, когда за первоначальным всплеском следует второй, более постепенный пик.

«Эти кривые блеска напомнили нам о явлении, которое мы наблюдали на Солнце, которое называется солнечными вспышками на поздней фазе», — сказал Сан.

Создание аналогичной яркости на поздней фазе

Исследователи задали вопрос: «Может ли тот же процесс — большие звездные петли, находящиеся под напряжением, — вызвать подобное увеличение яркости на поздней фазе в видимом свете?»

Ян решил этот вопрос, адаптировав моделирование жидкости, которое часто использовалось для моделирования петель солнечных вспышек, и увеличив длину петли и магнитную энергию. Он обнаружил, что большая энергия вспышки накачивает значительную массу в петли, что приводит к плотному, яркому излучению видимого света, как и предполагалось.

Эти исследования показали, что мы видим такой «выпуклый» вспыхивающий свет только тогда, когда сверхгорячий газ остывает в самой высокой части контура. Под действием гравитации этот светящийся материал затем падает, создавая то, что мы называем «корональным дождем», который мы часто видим на Солнце. Это дает команде уверенность в том, что модель должна быть реалистичной.

Ссылка: «Возможный механизм «поздней фазы» звездных вспышек белого света», Кай Э. Ян, Сюдун Сан, Грэм С. Керр и Хью С. Хадсон, 6 декабря 2023 г., Астрофизический журнал.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad077d

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме