Jasnější než tisíc Sluncí

Vědci odhalili fyziku, která stojí za neobvyklým chováním super vzplanutí hvězd. Slunce generuje sluneční erupce, které mohou ovlivnit Zemi, přičemž ty nejintenzivnější mohou způsobit výpadky proudu a narušení komunikace po celém světě. Tyto sluneční erupce jsou však relativně mírné ve srovnání se „super erupcemi“, které zaznamenaly mise NASA s názvem Kepler a TESS. Tyto „super záblesky“ pocházejí z hvězd a jsou 100 až 10 000krát jasnější než ty na Slunci.

Předpokládá se, že fyzika je stejná mezi slunečními erupcemi a super erupcemi: dochází k náhlému uvolnění magnetické energie. Super-vzplanutí hvězdy mají silnější magnetická pole a tím i jasnější záblesky, ale některé vykazují neobvyklé chování – počáteční krátkodobé zvýšení jasnosti, po kterém následuje sekundární, déle trvající, ale méně intenzivní záblesk. Tým vedený postdoktorandským výzkumným pracovníkem University of Hawaiʻi Institute for Astronomy Kai Yangem a docentem Xudong Sunem vyvinul model k vysvětlení tohoto jevu, který byl publikován v Astrophysical Journal.

„Aplikováním toho, co jsme se naučili o Slunci, na jiné a chladnější hvězdy, jsme byli schopni identifikovat fyziku, která řídí tyto erupce, i když jsme je nikdy nemohli přímo vidět,“ řekl Kai Yang. „Změna jasu těchto hvězd v průběhu času nám ve skutečnosti pomohla ´vidět´ tyto záblesky, které jsou opravdu příliš malé na to, abychom je mohli přímo pozorovat.“

Světelné křivky
Předpokládalo se, že viditelné světlo v těchto záblescích pochází pouze ze spodních vrstev atmosféry hvězdy. Částice nabité magnetickým přepojením prší z horké, tenké koróny (vnější vrstva hvězdy) a zahřívají tyto vrstvy. Nedávná práce předpokládala, že emise z koronálních smyček – horké plazmy zachycené magnetickým polem Slunce – může být detekovatelná i u hvězd se super-vzplanutím, ale hustota v těchto smyčkách by musela být extrémně vysoká. Astronomové to bohužel neměli jak otestovat, protože neexistuje způsob, jak tyto smyčky vidět na hvězdách kromě našeho Slunce.

Jiní astronomové pomocí dat z kosmických teleskopů Kepler a TESS spatřili hvězdy se zvláštní světelnou křivkou – podobnou nebeskému „vrcholovému hrbolku“, skoku v jasnosti. Ukázalo se, že tato světelná křivka připomíná sluneční jev, kde po počátečním výbuchu následuje druhý, pozvolnější vrchol.

„Tyto světelné křivky nám připomněly jev, který jsme viděli na Slunci, nazývaný sluneční erupce pozdní fáze," řekl Xudong Sun.

Vytváří podobný jas v pozdní fázi
Výzkumníci se zeptali: „Mohl by stejný proces – nabité velké hvězdné smyčky – vytvořit podobné zvýšení jasu v pozdní fázi ve viditelném světle?“

Yang se s touto otázkou vypořádal přizpůsobením simulací tekutin, které se často používaly k simulaci smyček slunečních erupcí, a zvětšením délky smyčky a magnetické energie. Zjistil, že velký vstup energie vzplanutí pumpuje do smyček značnou hmotu – což má za následek hustou, jasnou emisi viditelného světla, přesně podle předpovědi.

Tyto studie odhalily, že takové „nárazové“ záblesky světla vidíme pouze tehdy, když se super horký plyn ochladí v nejvyšší části smyčky. Vlivem gravitace pak tento zářící materiál padá a vytváří to, čemu říkáme „koronální déšť“, který často vidíme na Slunci. To dává týmu jistotu, že model musí být realistický.

Zdroj: https://scitechdaily.com/brighter-than-a-thousand-suns-scientists-unravel-physics-behind-unusual-behavior-of-stars-super-flares/

autor: František Martinek