SpotCCF, una nuova tecnica per trovare e studiare macchie fotosferiche nelle stelle attive.

Il Sole è solito deliziare studiosi ed appassionati di osservazioni astronomiche con fenomeni di natura magnetica, come macchie solari e brillamenti. Si tratta di fenomeni certamente belli da vedere e fotografare, ma anche estremamente importanti da studiare e comprendere. Questo perché sono il risultato dell’interazione su larga scala tra il campo magnetico e il plasma solare. Inoltre, forniscono informazioni cruciali sulla struttura del Sole e della sua atmosfera.

 

La quasi totalità delle stelle presenta fenomeni analoghi, che noi non siamo in grado di risolvere ed osservare in modo diretto e dettagliato a causa delle grandi distanze che ci separano dalle stelle, anche le più vicine. Fanno eccezione alcune stelle supergiganti, per le quali è stato possibile risolvere strutture della fotosfera grazie a particolari tecniche osservative. E’ comunque importante studiare l’attività magnetica delle stelle per diversi motivi: fornisce, ad esempio, importanti informazioni sull’evoluzione interna delle stelle, è associata all’emissione di radiazione energetica che può influenzare significativamente l’ambiente circumstellare, e produce segnali che possono complicare la ricerca e la caratterizzazione dei loro pianeti.

 

È quindi di grande importanza lo sviluppo di tecniche che permettano di descrivere l’attività magnetica nelle stelle. Il team guidato dall’astrofisica C. Di Maio (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo) ha recentemente pubblicato un metodo chiamato SpotCCF per caratterizzare le macchie fotosferiche nelle stelle attive. Il metodo utilizza osservazioni spettroscopiche, combinando gli spettri con una tecnica che permette di misurare le variazioni delle righe spettrali causate ad esempio dall’effetto Doppler, dovuto al moto della stella e alla presenza di eventuali pianeti, ma anche dalla presenza di macchie ed alla rotazione della stella. La presenza di macchie fotosferiche può infatti deformare lo spettro osservato, deformazione accentuata dalla elevata rotazione stellare, che fa sì che la velocità con cui gli elementi della fotosfera si muovono rispetto a noi cambi in funzione della loro posizione: la velocità proiettata lungo la linea di vista è infatti minima quando gli elementi sono al centro del disco stellare, e massima quando sono lungo i bordi. SpotCCF è costruito in modo da modellare la superficie stellare, riconoscendo la presenza di macchie fotosferiche e misurandone le proprietà in base a come le righe di assorbimento negli spettri vengono modificate dalla loro presenza.

 

L’articolo intitolato “The GAPS programme at TNG LII. Spot modeling of V1298 Tau using SpotCCF tool“, recentemente accettato per la pubblicazione dalla rivista Astronomy & Astrophysics, presenta SpotCCF e la sua applicazione alla stella giovane V1298 Tau. Questa stella, simile al Sole e con un’età di appena 23 milioni di anni, si contraddistingue per una rapida rotazione ed un’intensa attività stellare. Dall’analisi di 300 osservazioni spettroscopiche ottenute dallo spettrografo HARPS-N, montato sul Telescopio Nazionale Galileo e analizzate mediante SpotCCF, gli autori hanno dimostrato l’esistenza di due blocchi di macchie fotosferiche nella stella. Un blocco si trova ad alta latitudine (>60°), con un filling factor (la percentuale della fotosfera occupata dalle macchie) del 4%, mentre un altro gruppo si trova a bassa latitudine (<50°) con un filling factor simile. Questa tecnica permetterà quindi di caratterizzare le macchie presenti nelle stelle attive e di tenerne conto nelle osservazioni mirate alla ricerca di esopianeti, poiché l’attività stellare è ad oggi il fattore limitante per la loro individuazione.

 

La figura di copertina (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra le configurazioni di macchie fotosferiche in V1298 Tau sintetizzate con SpotCCF.

 

Le attività di ricerca descritte in questo articolo sono state svolte con il contributo dei fondi Next Generation EU nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), Missione 4 – Istruzione e Ricerca, Componente 2 – Dalla Ricerca all’Impresa (M4C2), Linea di Investimento 3.1 – Potenziamento e Creazione di Infrastrutture di Ricerca, Progetto IR0000034 – “STILES – Potenziamento della Leadership Italiana in ELT e SKA”; e dei fondi legati all’accordo ASI-INAF per la preparazione della missione Ariel.