Proxima Centauri vykazuje extrémní erupční aktivitu

Erupční aktivita Proximy Centauri je astronomům dobře známá z pozorování ve viditelném světle, ale nová pozorování pomocí soustavy radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) upozorňují na extrémní aktivitu hvězdy na rádiových a milimetrových vlnových délkách.

Proxima Centauri je červený trpaslík vzdálený 4,24 světelného roku v souhvězdí Kentaura. Hvězda, kterou v roce 1915 objevil skotský astronom Robert Innes, není pozorovatelná pouhým okem. Její průměrná svítivost je velmi nízká a v porovnání s ostatními hvězdami je poměrně malá – má jen asi osminu hmotnosti Slunce.

Proxima Centauri je také známá jako Alfa Centauri C, protože je ve skutečnosti součástí trojhvězdného systému. Hvězda je od svých větších souputníků, Alfa Centauri A a Alfa Centauri B, vzdálena asi 0,2 světelného roku, což odpovídá 400násobku průměru dráhy Neptunu. Proxima Centauri hostí terestrickou exoplanetu Proxima b, která se nachází v obyvatelné zóně ve vzdálenosti 0,0485 AU.

Hvězda je velmi aktivní, což z ní činí hlavní cíl pro zkoumání vlivu hvězdné aktivity na obyvatelnost planet obíhajících kolem červených trpaslíků. V nové studii astronomka Kiana Burtonová z Coloradské univerzity, astronomka Meredith MacGregorová z Univerzity Johnse Hopkinse a jejich kolegové použili archivní data a nová pozorování radioteleskopu ALMA ke studiu aktivity Proximy Centauri na milimetrových vlnách.

Malé rozměry Proximy Centauri a její silné magnetické pole naznačují, že celá její vnitřní struktura je konvektivní (na rozdíl od Slunce, které má konvektivní i nekonvektivní vrstvy), což činí hvězdu mnohem aktivnější. Její magnetické pole se překroutí, vznikne v něm napětí a nakonec se přeruší a vyšle proudy energie a částic do okolí, což pozorujeme jako erupce.

„Aktivita našeho Slunce neodstraňuje zemskou atmosféru a místo toho způsobuje krásné polární záře, protože máme hustou atmosféru a silné magnetické pole, které naši planetu chrání,“ řekla MacGregorová. „Ale erupce Proximy Centauri jsou mnohem silnější a víme, že má kamenné planety v obyvatelné zóně. Co tyto erupce dělají s jejich atmosférami? Je zde tak velký tok záření a částic, že se atmosféra chemicky mění, nebo snad úplně eroduje?“

Tento výzkum představuje první studii využívající více vlnových délek a pozorování na milimetrových vlnách, která odhaluje nový pohled na fyziku erupcí. Kombinací 50 hodin pozorování radioteleskopu ALMA s využitím jak celé 12m soustavy, tak 7m Atacama Compact Array (ACA) bylo zaznamenáno celkem 463 vzplanutí s energiemi v rozmezí 10^24 až 10^27 ergů a s krátkým trváním od 3 do 16 sekund.

„Když pozorujeme vzplanutí pomocí radioteleskopu ALMA, vidíme elektromagnetické záření – světlo o různých vlnových délkách,“ řekla MacGregorová. „Ale když se podíváme hlouběji, tato vzplanutí na rádiových vlnách nám také umožňují sledovat vlastnosti těchto částic a zjistit, co se z hvězdy uvolňuje.“

Za tímto účelem astronomové charakterizovali hvězdu (tzv. rozložení frekvence vzplanutí), aby zmapovali počet vzplanutí v závislosti na jejich energii. Zpravidla toto rozdělení má obvykle tendenci sledovat mocninový zákon: menší (méně energetické) erupce se objevují častěji, zatímco větší, energetičtější erupce se objevují méně pravidelně.

U Proximy Centauri dochází k takovému množství vzplanutí, že vědci detekovali mnoho vzplanutí v každém energetickém rozsahu. Kromě toho byli schopni kvantifikovat asymetrii vzplanutí s nejvyšší energií hvězdy a popsat, že fáze rozpadu vzplanutí je mnohem delší než počáteční fáze výbuchu. Rádiová pozorování a pozorování na milimetrových vlnách pomáhají vymezit energie spojené s těmito vzplanutími a s nimi spojenými částicemi.

„Zdá se, že vzplanutí na milimetrových vlnách jsou mnohem častější,“ řekla MacGregorová. „Je to jiný mocninový zákon, než jaký vidíme na optických vlnových délkách. Pokud se díváme pouze na optická pozorování, přicházíme o kritické informace. ALMA je jediný milimetrový interferometr dostatečně citlivý pro tato měření.“

Výsledky týmu byly publikovány v časopise Astrophysical Journal.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/proxima-centauri-extreme-flaring-activity-13773.html a https://www.almaobservatory.org/en/press-releases/alma-unveils-new-details-of-the-flares-of-proxima-centauri/

autor: František Martinek