Güneş Dinamikleri Gözlemevi (SDO/NASA) tarafından kaydedilen, Güneş’in aktif bir bölgesinin Dünya’nın boyutuyla karşılaştırılan görüntüsü. Yıldız patlamaları ve güneş patlamaları arasındaki farklılıklara rağmen, ikincisine ilişkin çalışmalar yıldızlardaki süper parlamaların analizi için bir temel sağlıyor. Kredi bilgileri: NASA
42 süper parlamayı araştıran bir çalışma, süper parlamaların geleneksel kara cisim radyasyon modeline meydan okuyor ve hidrojen rekombinasyon modelini, fiziksel olasılık ve enerji tahminlerine dayalı olarak daha doğru bir açıklama olarak öneriyor.
Her ne kadar asıl amaçları dış gezegenleri aramak olsa da, Kepler Uzay Teleskobu ve Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) gibi gözlemevleri, görünür ışık spektrumunda geniş bant filtreler tarafından yüksek hassasiyetli fotometri ile tespit edilen yıldız patlamaları hakkında çok büyük miktarda veri sağladı. .
Yıldızlar o kadar uzaktadır ki, bu teleskoplara yalnızca ışık noktaları olarak görünürler ve yıldız patlamaları olarak yorumlanan olaylar, bu noktaların parlaklığındaki ani artışlardır.
Yıldız Parlaması Araştırmasındaki Zorluklar
Elektromanyetik spektrumun diğer kısımlarında da veri eksikliği mevcut ve bu olaylarla ilgili çalışmaların çoğu ışınlanmış enerjiye odaklanıyor. Gözlemler, yıldızların atmosferinde, en enerjik güneş patlamalarından 100 ila 10.000 kat daha fazla enerjiye sahip devasa manyetik patlamalar olan “süper patlamalar” tespit etti. Soru, mevcut modellerden herhangi birinin bu kadar yüksek enerji seviyelerini açıklayıp açıklayamayacağıdır.
İki model mevcuttur. Daha popüler olanı, bir süper parlamanın radyasyonunu 10.000 Kelvin sıcaklıktaki kara cisim emisyonu olarak ele alır. Diğeri ise bu olayı hidrojen atomlarının iyonlaşma ve rekombinasyon süreciyle ilişkilendiriyor.
Brezilya’daki Mackenzie Presbiteryen Üniversitesi’ndeki (UPM) Mackenzie Radyo Astronomi ve Astrofizik Merkezi’ne (CRAAM) bağlı araştırmacılar tarafından yürütülen bir çalışma ve Glasgow ÜniversitesiBirleşik Krallık’taki Fizik ve Astronomi Okulu iki modeli analiz etti.
Grup FAPESP’ten üç projeyle destek aldı. Çalışmaya ilişkin bir makale şu adreste yayınlandı: Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
Araştırma bulguları
Makalenin ilk yazarı Paulo Simões şunları söyledi: “Parlamalarda enerji aktarımının bilinen süreçleri göz önüne alındığında, hidrojen rekombinasyon modelinin, parlamalardan kaynaklanan geniş bant optik emisyonun kökenini açıklamak için kara cisim modelinden fiziksel olarak daha makul olduğunu savunuyoruz.” UPM’de profesör.
Araştırmacılar, iki modeli kullanarak ikili yıldız sistemi Kepler-411’deki 37 süper parlamayı ve Kepler-396 yıldızındaki beş süper parlamayı analiz etti. Simões, “Hidrojen rekombinasyon modeline dayanan toplam parlama enerjisi tahminlerinin, kara cisim radyasyon modeli kullanılarak elde edilen değerlerden yaklaşık bir kat daha düşük olduğu ve bilinen parlama süreçlerine daha iyi uyum sağladığı sonucuna vardık” dedi.
Bir Model Olarak Güneş Patlamaları
Bu süreçler güneş patlamaları açısından açıklanmaktadır. Pek çok farklılığa rağmen güneş patlamaları, yıldız patlamalarının yorumlandığı modelleri bilgilendirmeye devam ediyor. Güneş patlamaları hakkında çok büyük miktarda bilgi birikmiş olup, astronomi literatüründe ilk kez aynı güneş patlamasını 1 Eylül 1859’da bağımsız olarak gözlemleyen iki İngiliz gökbilimci Richard Carington ve Richard Hodgson tarafından belgelenmiştir.
“O tarihten bu yana, radyo dalgalarından görünür ışıktan ultraviyole ve X ışınlarına kadar, saniyeler ila saatler süren, farklı dalga boylarında yoğun parlaklıkta güneş patlamaları gözlemlendi. Güneş patlamaları, güneş sistemimizdeki en enerjik olaylar arasındadır ve uydu operasyonlarını, radyo iletişimlerini, elektrik şebekelerini ve navigasyonu etkileyebilir. Küresel Konumlama Sistemi Sadece birkaç örnek almak gerekirse sistemler,” dedi CRAAM’da doktora adayı, öğretmen ve makalenin ortak yazarı Alexandre Araújo.
Güneş patlamaları, yoğun manyetik alanlarla ilişkili aktif bölgelerde meydana gelir; burada manyetik alanın yeniden bağlanmasıyla koronada (Güneş’in en dış katmanı) bol miktarda enerji aniden salınır ve güneş ışığını ısıtır. plazma ve diğer parçacıkların yanı sıra hızlandırıcı elektronlar ve iyonlar.
“Daha az kütleye sahip oldukları için elektronlar, ışık hızının büyük bir kısmına, genellikle yaklaşık %30’a, ancak bazen daha fazlasına kadar hızlandırılabilir. Hızlanan parçacıklar manyetik alan çizgileri boyunca hareket eder ve bazıları gezegenler arası uzaya fırlatılırken, diğerleri ters yönde koronanın altındaki katman olan kromosfere gider, burada yüksek yoğunluklu plazma ile çarpışır ve enerjileri gezegene aktarılır. orta. Fazla enerji yerel plazmayı ısıtarak atomların iyonlaşmasına ve uyarılmasına neden oluyor ve sonuç olarak da Dünya yüzeyinde ve uzayda teleskoplarla tespit edebildiğimiz radyasyon üretiyor” diye açıkladı Simões.
Parlama Araştırmasında Devam Eden Zorluklar
1960’lı yıllardan beri birçok gözlemsel ve teorik çalışma, güneş patlamalarının yaydığı olağanüstü miktardaki görünür ışığı açıklamaya çalıştı ancak bugüne kadar kesin bir çözüm bulunamadı. Bu çalışmaların ürettiği en popüler açıklamalar şunlardır: (1) kromosferin altındaki katman olan fotosferin ısınmasından kaynaklanan kara cisim radyasyonu ve (2) kromosferdeki hidrojen rekombinasyon radyasyonu. Bu rekombinasyon, iyonizasyonla ayrılan protonlar ve elektronlar, hidrojen atomlarını oluşturmak üzere yeniden bir araya geldiğinde meydana gelir.
“İlk durumun sınırlaması, bir enerji aktarımı meselesi olarak özetlenebilir: Güneş patlamaları için normalde kabul edilen enerji taşıma mekanizmalarından hiçbiri, gözlemleri açıklamak için yeterli plazma ısınmasını sağlamak için fotosferde gereken enerjiyi sağlama kapasitesine sahip değildir. ” dedi Simões.
Araújo da aynı fikirde: “İlk olarak 1970’lerde yapılan ve daha sonra bilgisayar simülasyonlarıyla doğrulanan hesaplamalar, güneş patlamalarında hızlanan elektronların çoğunun renkküreyi geçip fotosfere girmeyi başaramadığını gösteriyor. Güneş patlamalarındaki beyaz ışığın açıklaması olarak kara cisim modeli bu nedenle güneş patlamaları için kabul edilen ana enerji taşıma süreciyle bağdaşmıyor” dedi.
Araştırmacılar, hidrojen rekombinasyon radyasyon modeline gelince, bunun fiziksel açıdan daha tutarlı olduğunu ancak ne yazık ki henüz gözlemlerle doğrulanamayacağını, ancak makalenin çoğu çalışmada ihmal edilen bu model lehine ek argümanlar sunmasına rağmen sonucuna vardı.
Referans: “Yıldız optik işaret fişekleri için ışınım modeli olarak hidrojen rekombinasyon sürekliliği”, Paulo JA Simões, Alexandre Araújo, Adriana Válio ve Lyndsay Fletcher, 17 Ocak 2024, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stae186