Superbrillamenti nelle Pleiadi osservati simultaneamente in ottico (Kepler/K2) ad ai raggi X (XMM/Newton)

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 ed 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 ad 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 repentini cambi della sua topologia, che vengono seguiti da una serie di fenomeni connessi che interessano corona, cromosfera e fotosfera. L’energia rilasciata, infatti, accelera particelle cariche fino ad energie di alcuni MeV, che, muovendosi lungo le linee di campo magnetico, 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 maggiore di 10 milioni di gradi. I brillamenti solari rilasciano tipicamente un’energia tra 10³¹ e 10³² erg, tra un decimo ed un centesimo l’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 particole, le stelle più giovani del Sole sono caratterizzate da un’attività magnetica più intensa (dovuta principalmente ad 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.

 

Lo studio: “Simultaneous Kepler/K2 and XMM-Newton observations of superflares in the Pleiades“, di M. G. Guarcello, recentemente pubblicato su Astronomy & Astrophysics, analizza una delle rare osservazioni simultanee in ottico (ottenute dal satellite NASA Kepler, durante la missione K2) ed ai raggi X (ottenute 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 ed attive si raffronta con quella che osserviamo nel Sole.

 

L’immagine (link) mostra 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

 

di Mario Giuseppe Guarcello    ( segui mguarce)