Credits: ESA

Introduzione

Una stella di circa l’8% della massa del Sole è stata osservata (nello spettro dei raggi X) mentre emetteva un enorme “super flare” – un’eruzione drammatica ad alta energia che non pensavano fosse possibile su stelle così piccole, ponendo un problema fondamentale per gli astronomi.

La ricerca è stata pubblicata su Astronomy & Astrophysics.

L-dwarf

La colpevole, nota con il suo numero di catalogo J0331-27, è una specie di stella chiamata L-dwarf (L- nana). Questa è una stella con una massa così piccola che è appena sopra il limite per essere effettivamente una stella. Se avesse meno massa, non avrebbe le condizioni interne necessarie per generare la propria energia.

Gli astronomi hanno notato l’enorme bagliore nei dati registrati il ​​5 luglio 2008 dall’European Photon Imaging Camera (EPIC) a bordo dell’osservatorio XMM-Newton x-raggi dell’ESA. Nel giro di pochi minuti, la piccola stella ha rilasciato più di dieci volte la energia anche dei flares più intensi del Sole.

Un bagliore gigante subito dal nostro stesso Sole, catturato il 27 luglio 1999 dall'ESA / NASA Osservatorio solare ed eliosferico (SOHO)
Credits: SOHO (ESA & NASA)

I flares vengono rilasciati quando il campo magnetico nell’atmosfera di una stella diventa instabile e collassa in una configurazione più semplice. Nel processo, rilascia gran parte dell’energia che è stata immagazzinata al suo interno. Questo rilascio esplosivo di energia crea un improvviso schiarimento – il flares – ed è qui che le nuove osservazioni presentano il loro più grande enigma.

Questa è la parte scientifica più interessante della scoperta, perché non ci aspettavamo che le stelle L-dwarf immagazzinassero abbastanza energia nei loro campi magnetici per provocare tali esplosioni“, afferma Beate Stelzer, Institut für Astronomie und Astrophysik Tübingen, Germany, e INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Italia, che faceva parte del gruppo di studio.

L’energia può essere collocata nel campo magnetico di una stella solo con particelle cariche, note anche come materiale ionizzato e create in ambienti ad alta temperatura. Come L-dwarf, tuttavia, J0331-27 ha una bassa temperatura superficiale per una stella – solo 2100 K rispetto ai circa 6000 K del Sole. Gli astronomi non pensavano che una temperatura così bassa sarebbe stata in grado di generare abbastanza particelle cariche per alimentare così tanta energia nel campo magnetico. Quindi l’enigma è: come è possibile un super flare su una tale stella?.

Questa è una buona domanda“, dice Beate. “Semplicemente non lo sappiamo – nessuno lo sa“.

Impressione dell'artista del bagliore gigante rilevato sull'L & nbsp; nano J0331-27
Credits: ESA

Custodito nell’archivio

Il super flare è stato scoperto nell’archivio dati XMM-Newton nell’ambito di un grande progetto di ricerca condotto da Andrea De Luca dell’INAF – Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano, Italia. Il progetto ha studiato la variabilità temporale di circa 400.000 fonti rilevate da XMM-Newton in 13 anni.

Andrea e collaboratori erano concentrati alla ricerca di fenomeni peculiari e in J0331-27 lo hanno sicuramente trovato. Un numero di stelle simili era stato visto emettere super bagliori nella parte ottica dello spettro, ma questa è la prima rilevazione inequivocabile di una tale eruzione nelle lunghezze d’onda ai raggi-X.

La lunghezza d’onda è significativa perché segnala da quale parte dell’atmosfera proviene il super flare: la luce ottica proviene da una più profonda atmosfera della stella, vicino alla sua superficie visibile, mentre i raggi X provengono da una zona situtato più in alto nell’atmosfera.

Comprendere le somiglianze e le differenze tra questo nuovo – e finora unico – super flare sul L-dwarf e flares precedentemente osservati, rilevati in tutte le lunghezze d’onda su stelle di massa superiore è ora una priorità per il team. Ma per farlo, devono trovare altri esempi.

C’è ancora molto da scoprire nell’archivio XMM-Newton“, afferma Andrea. “In un certo senso, penso che questa sia solo la punta dell’iceberg“.

XMM-Newton (impressione dell'artista)
Ricostruzione artistica di XMM-Newton. Credits: ESA-C. Carreau

Un indizio che hanno è che nei dati c’è solo un flare che proviene da J0331-27, nonostante XMM-Newton abbia osservato la stella per un totale di 3,5 milioni di secondi – circa 40 giorni. Ciò è peculiare perché altre stelle in fiamme tendono a soffrire anche di numerosi piccoli brillamenti.

I dati sembrano implicare che un L-dwarf impiega più tempo per accumulare energia e quindi c’è un improvviso rilascio di grandi dimensioni“, afferma Beate.

Le stelle che si accendono più frequentemente rilasciano meno energia ogni volta, mentre questa L-dwarf sembra rilasciare energia molto raramente ma poi in un evento davvero grande. Perché questo accade è ancora una domanda aperta che necessita di ulteriori approfondimenti.

La scoperta di questo super flare è un ottimo esempio di ricerca basata sull’archivio XMM-Newton, che dimostra l’enorme potenziale scientifico della missione“, afferma Norbert Schartel, scienziato del progetto XMM-Newton per l’ESA. “Non vedo l’ora della prossima sorpresa“.

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