Ölçek için Dünya’nın üst üste bindiği Güneş’teki koronal yağmur. Penn State Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu kullanılarak soluk bir uzak yıldız üzerindeki bir parlamanın yeni yüksek çözünürlüklü spektrografik gözlemleri, aşırı soğuk, küçük bir M-cüce yıldız üzerinde benzer bir fenomenin ilk kanıtını içerebilir. Kredi bilgileri: NASA/SDO
Uzak bir yıldız parlamasının gözlemleri, serin, küçük bir M-cüce yıldızı üzerindeki koronal yağmurun ilk kanıtını içerebilir.
Küçük, soğuk bir yıldız üzerindeki bir yıldız parlamasının yüksek çözünürlüklü spektroskopik gözlemleri, Güneş’imizde gözlemlenen ancak bu büyüklükteki bir yıldız üzerinde henüz doğrulanmayan bir fenomen olan koronal yağmur olasılığını gösteriyor. Güneş’in yaklaşık onda biri büyüklüğünde olan ve Güneş enerjisinin %1’inden daha azını üreten vB 10 olarak bilinen bu sönük yıldız, büyük Hobby Eberly Teleskobu’ndaki Penn State Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu (HPF) kullanılarak incelendi. (10 m aynası ile). HPF spektrografı ile yapılan bu gözlemler, araştırmacıların, parlamadan gelen belirli atomik çizgilerin dalga boyundaki, sıcakla tutarlı olan bir kaymayı ölçmelerine olanak sağladı. plazma yıldızın yüzeyine geri yağar ve Güneş’ten gelen koronal yağmur gözlemlerine benzer.
Penn State bilim adamları tarafından yönetilen bir ekip tarafından yapılan gözlemleri açıklayan bir makale, parlamanın zaman serisi analizini içerir ve gökbilimcilerin bu tür olayların enerjisi ve sıklığı üzerinde kısıtlamalar koymasına yardımcı olabilir. Makale şurada yayınlandı: Astrofizik Dergisi.
Larry Ramsey, “Adından da anlaşılacağı gibi, Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu, yörüngedeki gezegenlerin çekim kuvveti altında yıldızın ‘sallanmasından’ kaynaklanan M-cüce yıldızların ışık spektrumlarındaki değişimleri arayarak gezegenleri tespit etmek için tasarlandı, dedi. , Penn State’de astronomi ve astrofizik fahri profesörü ve makalenin yazarı. “Ama en başından beri, bu tayflardan yıldız aktivitesi hakkında gezegenler hakkında öğrendiğimizden daha fazlasını öğrenebileceğimizi biliyorduk.”
Yıldız, “ultra-cool cüce” olarak sınıflandırılmıştır – boyut olarak buna yakındır. Jüpiter—ve hala hidrojeni helyumla birleştirebilen en küçük yıldızlar arasındadır. HPF tarafından normal, gezegen avlama operasyonlarının bir parçası olarak gözlemlendi, ancak sonraki analizler, bir yıldız parlaması ile tutarlı olarak yıldızın emisyonlarında büyük bir artış olduğunu ortaya çıkardı.
Aşırı soğuk bir M-cüce yıldızı üzerindeki “koronal yağmur”un göstergesi olan helyum çizgilerinde kırmızıya kayma. Helyumda gözlemlenen emisyon akışı, üçlünün konumlarını ve tepe noktalarını gösteriyor. Helyum çizgilerine uyan bir model (düz mavi, kırmızı ve mor renkle gösterilmiştir), daha kırmızı dalga boylarına (noktalı kırmızı çizgi) doğru bir fazlalık üretemez. Kredi bilgileri: Shubham Kanodia, Penn State
Parlamalar, yıldız yüzeylerinde kısa ömürlü yoğun enerji patlamalarıdır. Gökbilimciler bunlara tam olarak neyin sebep olduğunu bilmiyorlar, ancak şu anki en iyi hipotez, yıldız yüzeylerindeki manyetik alan çizgileri koptuğunda ve yeniden bağlandığında çok fazla enerji salıyorlar, bunların bir kısmı yıldızdaki iyonları ve elektronları hızlandıran termal enerjiye dönüştürülür. aşırı hızlara. Olayın yakınındaki gazın bir kısmı yıldızın yüzeyine doğru geri akar ve bir kısmı parlamanın üzerinden dışarı fırlar.
Penn State’de yüksek lisans öğrencisi ve makalenin baş yazarı Shubham Kanodia, “M-cüce yıldızlarında yıldız patlamaları yaygındır” dedi. “Fakat HPF spektrografının yüksek çözünürlüğü nedeniyle, bu parlamadan spektrumdaki bazı olağandışı özellikleri tespit edebildik.”
HPF, parlama tarafından yüksek enerji durumlarına uyarılan birkaç atomdan emisyon tespit etti. Özellikle, helyum atomlarının atomik geçişlerinden gelen emisyon çizgileri, “kırmızıya kayma” olarak bilinen daha uzun dalga boylarına doğru hafif bir kayma gösterdi. Bu kayma, bu ışığı yayan uyarılmış atomların saniyede yaklaşık 70 kilometre hızla yıldıza doğru düştüğünü gösteriyor.
Kanodia, “Helyum çizgilerindeki bu kırmızıya kayma, Güneş’te on yıllardır gözlemlenen ‘koronal yağmur’ adı verilen bir fenomenin göstergesidir” dedi. “Koronal yağmur, parlama tarafından uyarılan gazın bir kısmı yıldızın yüzeyine geri düştüğünde meydana gelir. Daha önceki bazı çalışmalar, M-cüce yıldızları üzerinde koronal yağmur olasılığını öne sürdü, ancak yorumumuz doğruysa, bu, bir ultracool cüce üzerinde koronal yağmurun ilk nicel gözlemi ve gösterge olarak helyum emisyonunu kullanan ilk kişi olacaktır.”
M-cüceleri üzerindeki parlamalar ve koronal yağmur gözlemleri, gökbilimcilerin yıldızların fiziğini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.
Ramsey, “Parlamaların manyetik alanların bozulmasından kaynaklandığı düşünülüyor, ancak şu anda vB 10 gibi yıldızlarda manyetik alanların nasıl oluştuğuna dair bir modelimiz yok” dedi. “Bunun gibi yıldızlarla Güneşimiz arasındaki aktivite detaylarındaki benzerlikleri görmek inanılmaz. Bunun gibi ek gözlemler, umarım bu fenomeni açıklamaya başlayabilecek modelleri kısıtlamaya yardımcı olacaktır.”
Penn State’de tasarlanan ve inşa edilen ve Teksas’taki McDonald Gözlemevi’ndeki Hobby-Eberly Teleskobu’na kurulan HPF, bu tür sinyalleri küçük, soğuktan algılayabilen birkaç yüksek çözünürlüklü yakın kızılötesi astronomik spektrograftan biridir. yıldızlar.
HPF’nin baş araştırmacısı Penn State’de astronomi ve astrofizik profesörü Suvrath Mahadevan, “Helyum çizgilerindeki kırmızı kaymayı ve bunların bir parlama ile ilişkili olduğunu düşündüren diğer emisyon çizgilerini tespit ettiğimizi not etmek önemlidir” dedi. makalenin yazarı. “Bu yıldızların manyetik yapısının Güneşimiz gibi yıldızlardan çok farklı olabileceğini biliyoruz, bu nedenle bu benzer aktiviteyi görmek heyecan verici ve umarım yıldız manyetizması ve aktivitesinin daha iyi anlaşılmasına yol açacaktır.”
Referans: Shubham Kanodia, Lawrence W. Ramsey, Marissa Maney, Suvrath Mahadevan, Caleb I. Cañas, Joe P. Ninan, Andrew J. Monson, Adam tarafından “Ultracool cüce vB 10 etrafındaki bir parlamanın yüksek çözünürlüklü yakın kızılötesi spektroskopisi” F. Kowalski, Maximos C. Goumas, Gudmundur Stefansson, Chad F. Bender, William D. Cochran, Scott A. Diddams, Connor Fredrick, Samuel P. Halverson, Fred R. Hearty, Steven Janowiecki, Andrew J. Metcalf, Stephen C Odewahn, Paul Robertson, Arpita Roy, Christian Schwab, Ryan C. Terrien, Kabul Edildi, Astrofizik Dergisi.
arXiv:2111.14647
Araştırma ekibinde Ramsey, Kanodia ve Mahadevan’a ek olarak Marissa Maney, Caleb Cañas, Joe P. Ninan, Andrew Monson, Adam F. Kowalski, Maximos C. Goumas, Gudmundur Stefansson, Chad F. Bender, William D. Cochran, Scott A. Diddams, Connor Fredrick, Samuel Halverson, Fred Hearty, Steven Janowiecki, Andrew J. Metcalf, Stephen C. Odewahn, Paul Robertson, Arpita Roy, Christian Schwab ve Ryan C. Terrien.
Bu araştırma için hesaplamalar, ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen CyberLAMP kümesi de dahil olmak üzere Penn State Hesaplamalı ve Veri Bilimleri Gelişmiş Siber Altyapı Enstitüsü (ICDS-ACI) üzerinde gerçekleştirilmiştir. Ötegezegenler ve Yaşanabilir Dünyalar Merkezi, Penn State, Eberly Bilim Koleji ve Pennsylvania Uzay Hibe Konsorsiyumu tarafından desteklenmektedir.