Yıldızların süper parlamalarının olağandışı davranışının ardındaki fizik keşfedildi

Güneşimiz aktif olarak Dünya’yı etkileyebilecek güneş patlamaları üretiyor; en güçlü patlamalar potansiyel olarak küresel ölçekte elektrik kesintilerine neden olma ve iletişimi bozma kapasitesine sahip. Güneş patlamaları güçlü olabilse de, NASA’nın Kepler ve TESS misyonları tarafından gözlemlenen binlerce “süper patlama” ile karşılaştırıldığında önemsizdirler. “Süper parlamalar”, Güneş’tekilerden 100 ila 10.000 kat daha parlak olan yıldızlar tarafından üretilir.

Güneş patlamaları ve süper patlamalar arasındaki fiziğin aynı olduğu düşünülüyor: manyetik enerjinin ani salınımı. Süper-parlayan yıldızlar daha güçlü manyetik alanlara ve dolayısıyla daha parlak parlamalara sahiptir, ancak bazıları olağandışı bir davranış sergiler; başlangıçta kısa süreli bir parlaklık artışı, ardından daha uzun süreli ancak daha az yoğun bir ikincil parlama gelir.

Hawaii Üniversitesi Astronomi Enstitüsü Doktora Sonrası Araştırmacısı Kai Yang ve Doçent Xudong Sun liderliğindeki bir ekip, bu fenomeni açıklamak için bir model geliştirdi. yayınlanan bugün Astrofizik Dergisi.

Yang, “Güneş hakkında öğrendiklerimizi diğer daha soğuk yıldızlara uygulayarak, onları doğrudan göremesek bile, bu patlamalara neden olan fiziği tanımlayabildik” dedi. “Bu yıldızların zamanla değişen parlaklığı, doğrudan gözlemlenemeyecek kadar küçük olan bu parlamaları ‘görmemize’ yardımcı oldu.”

Işık eğrileri

Bu parlamalardaki görünür ışığın yalnızca yıldızın atmosferinin alt katmanlarından geldiği düşünülüyordu. Manyetik yeniden bağlanmayla enerjilendirilen parçacıklar, sıcak, ince koronadan (bir yıldızın dış katmanı) yağar ve bu katmanları ısıtır.

Son zamanlarda yapılan çalışmalar, koronal döngülerden (güneşin manyetik alanı tarafından hapsedilen sıcak plazma) gelen emisyonun süper-parlayan yıldızlar için de tespit edilebileceğini, ancak bu döngülerdeki yoğunluğun son derece yüksek olması gerektiğini öne sürdü. Ne yazık ki gökbilimcilerin bunu test etme imkanı yoktu, çünkü bu döngüleri kendi güneşimiz dışındaki yıldızlarda görmenin bir yolu yoktu.

Kepler ve TESS teleskoplarından elde edilen verileri kullanan diğer gökbilimciler, tuhaf bir ışık eğrisine sahip yıldızları tespit ettiler; bu, parlaklıkta bir sıçrama olan gökteki “zirve çarpmasına” benzer. Görünen o ki, bu ışık eğrisi, ilk patlamayı takip eden ikinci, daha kademeli bir zirvenin olduğu güneş olgusuna benzerlik taşıyor.

Sun, “Bu ışık eğrileri bize Güneş’te gördüğümüz, güneşin geç evre patlamaları adı verilen bir olguyu hatırlattı” dedi.

Benzer geç faz parlaklığının üretilmesi

Araştırmacılar şu soruyu sordu: “Aynı süreç (enerji verilmiş, büyük yıldız döngüleri) görünür ışıkta benzer geç faz parlaklık artışları üretebilir mi?”

Yang, güneş patlaması döngülerini simüle etmek için sıklıkla kullanılan akışkan simülasyonlarını uyarlayarak ve döngü uzunluğunu ve manyetik enerjiyi büyüterek bu sorunun üstesinden geldi. Büyük parlama enerjisi girişinin döngülere önemli miktarda kütle pompaladığını ve bunun da tam tahmin edildiği gibi yoğun, parlak, görünür ışık emisyonuna yol açtığını buldu.

Bu çalışmalar, yalnızca süper sıcak gaz döngünün en yüksek kısmında soğuduğunda bu tür “çarpma” ışıldayan ışığı gördüğümüzü ortaya çıkardı. Yerçekimi nedeniyle bu parlayan malzeme daha sonra düşer ve “koronal yağmur” dediğimiz, güneşte sıklıkla gördüğümüz şeyi yaratır. Bu, modelin gerçekçi olması gerektiğine dair ekibe güven verir.