Brillamenti nelle stelle giovani di NGC 2264 osservati in ottico, infrarosso ed ai raggi X

I brillamenti stellari sono una delle manifestazioni (la più energetica insieme alle espulsioni di massa coronali) dell’attività magnetica delle stelle. Molte stelle, ed in modo particolare quelle di piccola massa, producono un loro campo magnetico che, interagendo con il plasma della stella, da vita a fenomeni come le macchie fotosferiche, faculae, protuberanze, oltre ai già citati brillamenti stellari ed espulsioni di massa coronali. Tutti questi fenomeni sono di grande interesse per l’astrofisica in quanto permettono di studiare come campi magnetici intensi interagiscono con plasma ad alte temperature, e possono rivelare informazioni importanti sulla struttura interna delle stelle.

 

Il Sole è l’unica stella, data la sua vicinanza, in cui possiamo risolvere questi fenomeni spazialmente. In tutte le altre stelle possiamo solamente fare analisi nel dominio temporale dell’emissione integrata su varie bande dello spettro elettromagnetico, ossia fare studi di variabilità ed analisi delle curve di luce. In particolare i brillamenti stellari richiedono uno studio multibanda, in quanto caratterizzati da fenomeni interconnessi tra di loro che avvengono in diverse regioni della stella e sono caratterizzati da emissione in diverse bande. I brillamenti si innescano a seguito del rilascio di energia immagazzinata dal campo magnetico nell’atmosfera stellare, che causa la fase di pre-brillamento, caratterizzata da emissione di raggi X energetici (con energia superiore ad alcuni keV) e durante la quale il plasma in fotosfera è riscaldato cominciando ad evaporare in corona. A questa fase è strettamente associata ad emissione infrarossa, ottica ed UV, ed è seguita dal  brillamento in corona, dove il plasma in evaporazione riempie gli archi coronali formati dal campo magnetico, raggiungendo temperature di diversi milioni di gradi ed emettendo raggi X.

 

Le stelle giovani (poche milioni di anni) sono tra gli oggetti dove i fenomeni magnetici vengono osservati e studiati più di frequente. L’attività magnetica delle stelle, infatti, decresce con la loro rotazione, che a sua volta decresce con l’età delle stelle. Per questo motivo, l’energia e la frequenza con cui osserviamo i brillamenti nelle stelle di pre-sequenza sono centinaia, migliaia di volte maggiori che in stelle più vecchie, come il nostro Sole. Gli ammassi stellari giovani, inoltre, offrono ricchi campioni stellari racchiusi in regioni limitate dello spazio, facilmente osservabili con strumenti con campi di vista limitati.

 

Lo studio: “A multi-wavelength view of magnetic flaring from PMS stars” di E. Flaccomio (Inaf – OAPA), parte del progetto Coordinated Synoptic Investigation of NGC 2264, recentemente pubblicato su Astronomy & Astrophysics, è uno dei rari studi su brillamenti stellari in stelle giovani (in questo caso le stelle associate a NGC 2264, un ammasso con un’età di 2-3 milioni di anni) osservati simultaneamente in più bande dello spettro elettromagnetico. Gli autori di questo studio hanno analizzato 68 brillamenti avvenuti in 65 stelle, osservati ai raggi X (con Chandra/ACIS-I) e simultaneamente in ottico (CoRoT ) e/o in infrarosso (Spitzer/IRAC), potendo confrontare l’energia emessa in varie bande durante le diverse fasi dei brillamenti. Questo ha permesso di trovare, ad esempio, una forte correlazione tra l’energia emessa in ottico dal brillamento in fotosfera/cromosfera e quella emessa ai raggi X dal brillamento in corona. L’emissione ai raggi infrarossi, inoltre, sembra essere dipendente dalla presenza attorno le stelle di dischi protoplanetari (le strutture a disco che caraterizzano le stelle giovani e che possono evolvere in sistemi planetari), con una maggiore energia emessa durante i brillamenti in infrarosso dalle stelle con disco che dalle stelle senza disco. Questo è probabilmente dovuta alla radiazione del brillamento assorbita dalle polveri del disco e riprocessata in infrarosso. Questo risultato suggerisce che i brillamenti nelle stelle giovani possono incidere sulle prime fasi del processo di formazione planetaria.

 

La figura (link) mostra alcuni dei brillamenti analizzati in questo studio.

 

di Mario Giuseppe Guarcello    ( segui @mguarce)