_ Recombinarea hidrogenului sa dovedit a fi cea mai bună explicație plauzibilă pentru nivelurile ridicate de energie în superflacurile stelare

Deși scopul lor principal este să caute exoplanete, observatoare precum Telescopul Spațial Kepler și Satelitul de cercetare exoplanetă în tranziție (TESS) au furnizat o cantitate mare de date despre erupții stelare, detectate cu fotometrie de înaltă precizie de filtre de bandă largă în spectrul luminii vizibile.

Stelele sunt atât de departe încât apar doar ca puncte de lumină pentru aceste telescoape, iar fenomenele sunt interpretate ca erupții stelare. sunt creșteri bruște ale luminozității acestor puncte.

Există, de asemenea, o lipsă de date în alte părți ale spectrului electromagnetic și majoritatea studiilor asupra acestor evenimente se concentrează pe energia iradiată. Observațiile au detectat „superflare”, erupții magnetice uriașe în atmosfera stelelor cu energii de 100 până la 10.000 de ori mai mari decât cele mai energice erupții solare. Întrebarea este dacă vreunul dintre modelele disponibile poate explica niveluri atât de ridicate de energie.

Sunt disponibile două modele. Cel mai popular tratează radiația unei superflare ca o emisie de corp negru la o temperatură de 10.000 Kelvin. Celălalt asociază fenomenul cu un proces de ionizare și recombinare a atomilor de hidrogen.

Un studiu realizat de cercetători afiliați Centrului Mackenzie pentru Radio Astronomie și Astrofizică (CRAAM) de la Universitatea Presbiteriană Mackenzie (UPM) din Brazilia iar Școala de Fizică și Astronomie a Universității din Glasgow din Regatul Unit au analizat cele două modele.

Studiul este publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„Dinând cont de cunoscutul procesele de transfer de energie în erupții, susținem că modelul de recombinare a hidrogenului este mai plauzibil din punct de vedere fizic decât modelul corpului negru pentru a explica originea emisiei optice de bandă largă din erupții”, a spus Paulo Simões, primul autor al articolului și profesor la UPM.

Cercetătorii au analizat 37 de superflare pe sistemul stelar binar Kepler-411 și cinci superflare pe steaua Kepler-396, folosind cele două modele. „Am ajuns la concluzia că estimările pentru energia totală de erupție bazate pe modelul de recombinare a hidrogenului sunt cu aproximativ un ordin de mărime mai mici decât valorile obținute folosind modelul de radiație cu corp negru și se potrivesc mai bine cu procesele de erupție cunoscute”, a spus Simões.

Aceste procese sunt descrise în termeni de erupții solare. În ciuda multor diferențe, erupțiile solare continuă să informeze modelele pe care sunt interpretate erupțiile stelare. S-a acumulat o cantitate imensă de informații despre erupțiile solare, documentate pentru prima dată în literatura astronomică de doi astronomi englezi, Richard Carington și Richard Hodgson, care au observat în mod independent aceeași erupție solară la 1 septembrie 1859.

" De atunci, erupțiile solare au fost observate cu o luminozitate intensă care durează de la secunde la ore și la diferite lungimi de undă, de la unde radio și lumina vizibilă până la ultraviolete și razele X sunt printre cele mai energetice fenomene din sistemul nostru solar și pot afecta operațiunile satelitului , comunicații radio, rețele electrice și sisteme de navigație și GPS, ca să luăm doar câteva exemple”, a spus Alexandre Araújo, Ph.D. candidat la CRAAM, profesor și coautor al articolului.

Erupțiile solare apar în regiuni active asociate cu câmpuri magnetice intense, unde cantități abundente de energie sunt eliberate brusc în coroană (stratul cel mai exterior al soarelui) de către reconectarea câmpului magnetic, încălzirea plasmei și accelerarea electronilor și ionilor, printre alte particule.

„Deoarece au o masă mai mică, electronii pot fi accelerați la o fracțiune mare din viteza luminii, de obicei aproximativ 30%, dar uneori mai mult. Particulele accelerate călătoresc de-a lungul liniilor câmpului magnetic, iar unele sunt ejectate. în spațiul interplanetar, în timp ce alții merg în direcția opusă în cromosferă, stratul de sub coroană, unde se ciocnesc cu plasma de înaltă densitate și energia lor este transferată în mediu.

„Surplusul de energie se încălzește plasma locală, provocând ionizarea și excitarea atomilor și, în consecință, producând radiații, pe care le putem detecta cu telescoape pe suprafața Pământului și în spațiu”, a explicat Simões.

Din anii 1960, multe studii observaționale și teoretice au încercat să explice cantitatea excepțional de mare de lumină vizibilă emisă de erupțiile solare, dar până în prezent nu a fost găsită o soluție definitivă. Cele mai populare explicații produse de aceste studii sunt radiația corpului negru de la încălzirea fotosferei, stratul de sub cromosferă. și radiația de recombinare a hidrogenului în cromosferă. Această recombinare are loc atunci când protonii și electronii separați prin ionizare se reunesc pentru a forma atomi de hidrogen.

„Limitarea primului caz poate fi rezumată ca o chestiune de transport de energie: niciunul dintre mecanismele de transport de energie acceptate în mod normal pentru erupțiile solare au capacitatea de a furniza energia necesară în fotosferă pentru a provoca o încălzire suficientă a plasmei pentru a explica observațiile", a spus Simões.

Araújo a fost de acord și a spus: „Calculele au fost efectuate pentru prima dată în anii 1970 și ulterior confirmate de către Simulările pe computer arată că majoritatea electronilor accelerați în erupțiile solare nu reușesc să traverseze cromosferă și să intre în fotosferă. /p>

În ceea ce privește modelul de radiație de recombinare a hidrogenului, acesta este mai consistent din punct de vedere fizic, dar, din păcate, nu poate fi încă confirmat prin observații, concluzionează cercetătorii, deși articolul oferă argumente suplimentare în favoarea acestui model, care a fost neglijat în majoritatea studiilor.

(Fluierul)