OSSERVATI CON KEPLER E XMM-NEWTON

Super brillamenti nelle Pleiadi

Uno studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics e guidato da Mario Giuseppe Marcello, ricercatore all’Inaf di Palermo, analizza una fra le rare osservazioni simultanee in ottico e ai raggi X dei “super flares” avvenuti nelle Pleiadi, l’ammasso stellare più vicino al Sole, a 444 anni luce da noi

Grafico di uno dei super-brillamenti osservati nelle Pleiadi. La curva in alto mostra il brillamento osservato in ottico da Kepler/K2. Il pannello centrale mostra lo stesso brillamento con l’emissione quiescente della stella sottratta. Il pannello in basso mostra lo stesso brillamento osservato ai raggi X

Decenni di osservazioni del Sole hanno mostrato che la nostra stella è caratterizzata da fenomeni transienti – talvolta anche violenti – dovuti all’interazione tra il plasma d il campo magnetico prodotto all’interno del Sole. Esempi tipici di questi fenomeni, denominati “attività magnetica”, sono le macchie solari in fotosfera, o le protuberanze in cromosfera. Tra i fenomeni magnetici più violenti, ossia quelli associati a un maggiore rilascio di energia, ci sono i brillamenti.

Questi fenomeni vengono innescati da improvvisi rilasci di energia da parte del campo magnetico in corona a seguito di repentine variazioni della sua topologia. Variazioni alle quali fanno seguito una serie di fenomeni connessi che interessano corona, cromosfera e fotosfera. L’energia rilasciata, infatti, accelera particelle cariche fino a energie di alcuni MeV. Muovendosi lungo le linee di campo magnetico, queste particelle impattano la fotosfera. Il plasma nella regione di impatto viene così riscaldato fino ad alcuni milioni di gradi (contro i circa 5700 gradi tipici della fotosfera solare), ed evapora per via della sua maggiore pressione, riempiendo le arcate magnetiche sovrastanti e formando gli spettacolari archi coronali osservati ai raggi X, dove il plasma raggiunge una temperatura anche superiore ai 10 milioni di gradi. I brillamenti solari rilasciano tipicamente un’energia tra 1031 e 1032 erg, ovvero tra un decimo e un centesimo dell’energia che il Sole rilascia in totale in un secondo (la luminosità del Sole è pari a 4×1033 erg/sec).

I brillamenti sono osservati anche in altre stelle. In particolare, le stelle più giovani del Sole sono caratterizzate da un’attività magnetica più intensa (dovuta principalmente a una rotazione più rapida, che aumenta l’efficacia del meccanismo di dinamo con cui viene prodotto il campo magnetico), che produce brillamenti più frequenti e violenti. Le stelle di pre-sequenza, ad esempio, sono caratterizzate da brillamenti che irradiano nella sola banda X fino a 1036 erg. I brillamenti con un rilascio di energia maggiore di 1034 erg sono chiamati ‘super brillamenti’. Questi brillamenti sono di grande interesse scientifico per l’impatto che l’emissione ai raggi X associata può avere sull’ambiente circostante. Ad esempio, super brillamenti sul nostro Sole potrebbero ionizzare completamente lo strato di ozono dell’atmosfera terrestre, con conseguenze drammatiche sul nostro pianeta.

Mario Giuseppe Guarcello, ricercatore all’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Palermo, è il primo autore dello studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics

Uno studio recentemente pubblicato lo scorso 21 febbraio su Astronomy & Astrophysics, guidato da Mario Giuseppe Guarcello, ricercatore all’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Palermo, analizza una delle rare osservazioni simultanee – ottenute in ottico dal satellite Nasa Kepler durante la missione K2 e, ai raggi X, dal satellite Esa Xmm/Newton – di super brillamenti avvenuti nelle Pleiadi, l’ammasso stellare più vicino al Sole, costituito da stelle con un’età di 125 milioni di anni.

Gli autori di questo studio hanno misurato l’energia e la durata dei super brillamenti osservati nelle due bande, potendo così confrontare i brillamenti osservati in banda ottica – dovuti al riscaldamento del plasma in fotosfera – con  gli stessi brillamenti osservati però ai raggi X – dovuti al plasma in evaporazione confinato negli archi coronali. Questo confronto è fondamentale per comprendere come i vari fenomeni che avvengono durante un super brillamento siano connessi tra loro, e per verificare come l’attività magnetica in stelle così giovani e attive si raffronti con quella che osserviamo nel Sole.

«Mentre nelle altre stelle osserviamo sempre emissione integrata su tutto il disco stellare, il Sole è l’unica stella nella quale possiamo osservare con grande dettaglio spaziale i fenomeni magnetici come i brillamenti», spiega Guarcello. «Questo ci sta permettendo di comprendere nel dettaglio come, nel Sole, il campo magnetico e il plasma in corona, cromosfera e fotosfera interagiscano per dar vita a questi fenomeni spettacolari. Ma quello che impariamo dal Sole può essere traslato sulle altre stelle a qualsiasi massa e livello di attività? In particolare, la fisica che domina i super brillamenti che avvengono nelle stelle più attive e giovani del Sole – ordini di grandezza più brillanti ai raggi Uv ed ai raggi X dei brillamenti solari – è analoga a quella che determina i brillamenti che osserviamo nella nostra stella? Solo osservazioni congiunte con telescopi ottici e ai raggi X con alta risoluzione temporale di brillamenti in stelle giovani, come quelle analizzate nel nostro studio, possono permetterci di rispondere a questa domanda».

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