Смоделирована вспышечная атмосфера и синтезированы кривые блеска TESS. Фото: Астрофизический журнал (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/ad077d
Наше Солнце активно производит солнечные вспышки, которые могут воздействовать на Землю, причем самые сильные вспышки способны вызвать отключения электроэнергии и нарушить связь — потенциально в глобальном масштабе. Хотя солнечные вспышки могут быть мощными, они незначительны по сравнению с тысячами «супервспышек», наблюдаемых миссиями НАСА «Кеплер» и TESS. «Супервспышки» производят звезды, которые в 100–10 000 раз ярче солнечных.
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 длительная, но менее интенсивная вспышка.
Команда под руководством постдокторанта Института астрономии Гавайского университета Кай Янга и доцента Сюдуна Суня разработала модель для объяснения этого явления, которая была опубликована сегодня в Астрофизическом журнале.
«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.
Недавние исследования выдвинули гипотезу, что излучение корональных петель — горячей плазмы, захваченной магнитным полем Солнца — также может быть обнаружено для супервспыхивающих 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.
Другие астрономы, используя данные телескопов «Кеплер» и TESS, обнаружили звезды со своеобразной кривой блеска, похожей на небесный «пиковый скачок», то есть 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 поздней фазы», — 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.
Информация от: Гавайским университетом в Маноа.
