Per la prima volta in assoluto, gli astronomi hanno assistito a un'espulsione di massa coronale (CME) su una stella diversa dal nostro Sole. La stella, denominata HR 9024 (e nota anche come OU Andromeda,) si trova a circa 455 anni luce di distanza, nella costellazione di Andromeda. È una stella attiva e variabile con un forte campo magnetico, che secondo gli astronomi potrebbe causare CME.
'Questo risultato, mai raggiunto prima, conferma che la nostra comprensione dei principali fenomeni che si verificano nei brillamenti è solida'.
Costanza Argiroffi, Lead Author, Università di Palermo, e Ricercatore Associato presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia.
Le CME sono un'espulsione di plasma e altro materiale dal corona solare . Spesso seguono un brillamento solare e sono associati a regioni attive sulla superficie di una stella. Se l'espulsione di materiale è vicino alla superficie della stella, si parla di prominenza solare. Se il materiale viaggia oltre, si chiama CME. I CME non sono rari sul nostro Sole.
Il nuovo studio delineando questo lavoro appare nella rivista Astronomia della natura . Il team dietro lo studio è guidato da Costanza Argiroffi dell'Università di Palermo in Italia, che è anche ricercatrice associata presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia. Questo rilevamento CME su un'altra stella è significativo perché è il primo. Sono estremamente difficili da rilevare, a parte il Sole, a causa della risoluzione spaziale richiesta per vederli.
Le CME sono causate dalle linee di forza elettromagnetica di una stella. Quando quelle linee si attorcigliano in forme elicoidali, l'energia diventa caotica e le CME agiscono come una sorta di rilascio per l'energia. Gli astrofisici pensano che senza CME, le stelle si lacererebbero semplicemente da sole.
“La tecnica che abbiamo usato si basa sul monitoraggio della velocità dei plasmi durante un brillamento stellare'”
Costanza Argiroffi, Autore principale, Università di Palermo.
La squadra ha usato il Osservatorio a raggi X Chandra in questo studio, e lo spettrometro a reticolo di trasmissione ad alta energia, o HETGS, a bordo di Chandra. Quello strumento è in grado di misurare i movimenti dei plasmi coronali con velocità di poche decine di migliaia di miglia orarie, come questo di HR 9024. È l'unico strumento in grado di vedere qualcosa del genere. La CME non è stata rilevata visivamente; è stato osservato quando Chandra ha rilevato un lampo di raggi X estremamente potente. L'intenso lampo ai raggi X ha preceduto il CME.
'La tecnica che abbiamo utilizzato si basa sul monitoraggio della velocità dei plasmi durante un brillamento stellare', ha affermato Costanza Argiroffi (Università di Palermo in Italia e ricercatrice associata presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia) che ha guidato lo studio. “Questo perché, in analogia con l'ambiente solare, ci si aspetta che, durante un brillamento, il plasma confinato nell'ansa coronale dove avviene il brillamento si muova prima verso l'alto, e poi verso il basso raggiungendo gli strati inferiori dell'atmosfera stellare. Inoltre, è prevista anche una mozione aggiuntiva, sempre diretta verso l'alto, dovuta alla CME associata al flare”.
Il CME proveniente da HR 9024 è molto più potente di qualsiasi cosa il nostro Sole possa produrre. Era circa 10.000 volte più grande di quelli più massicci mai visti dal nostro Sole. Il CME ha espulso nello spazio circa due miliardi di miliardi di libbre (non un errore di battitura) di materiale. Ma non è degno di nota solo per la sua forza. L'osservazione di questo CME si allinea molto bene con la teoria, qualcosa che entusiasma sempre gli astronomi.
Questo brillamento solare sul Sole risale al 2011. All'epoca, era il più grande brillamento mai rilevato. I brillamenti solari precedono le espulsioni di massa coronale e sono visibili nelle immagini a raggi X a causa delle loro temperature estreme. Credito: NASA/SDO
Le osservazioni mostrano parte del funzionamento interno di razzi e CME. Durante il brillamento, il materiale estremamente caldo, tra 10 e 25 milioni di gradi Celsius (da 18 a 45 milioni di gradi Fahrenheit), sale e poi scende a velocità comprese tra 360.000 e 1.450.000 kmh (225.000 a 900.000 mph). Queste misurazioni concordano con le previsioni che derivano da stelle teoria.
'Questo risultato, mai raggiunto prima, conferma che la nostra comprensione dei principali fenomeni che si verificano nei brillamenti è solida', ha affermato Argiroffi in un comunicato stampa. “ Non eravamo così fiduciosi che le nostre previsioni potessero corrispondere in questo modo con le osservazioni, perché la nostra comprensione dei brillamenti si basa quasi completamente sulle osservazioni dell'ambiente solare, dove i brillamenti più estremi sono persino centomila volte meno intensi nell'X- radiazioni emesse”.
“Il punto più importante del nostro lavoro, tuttavia, è un altro: abbiamo scoperto, dopo il brillamento, che il plasma più freddo - a una temperatura di 'solo' sette milioni di gradi Fahrenheit - è salito dalla stella, con una velocità costante di circa 185.000 miglia orarie', ha dichiarato Argiroffi in un comunicato stampa. 'E questi dati sono esattamente ciò che ci si aspetterebbe per il CME associato al brillamento'.
La dimensione della CME rivelata nei dati di Chandra ha sminuito quella del Sole. Le osservazioni mostrano che in stelle molto attive come HR 9024, le CMES sono versioni su larga scala delle CME che vediamo nel nostro Sole. Ma la velocità del CME è molto più bassa del previsto. Ciò suggerisce che il campo magnetico nelle stelle attive è probabilmente meno efficiente nell'accelerare le CME rispetto al campo magnetico solare.
Le linee caotiche del campo magnetico del Sole, viste alla luce ultravioletta estrema dal Solar Dynamics Observatory della NASA. HR 9024 è molto più magneticamente attivo del nostro Sole. Credito immagine: NASA/SDO
Lo stesso HR 9024 è una stella interessante. È una stella gigante, nella terminologia stellare, anche se ha 'solo' 2,86 masse solari e 9,46 raggi solari. Ha anche un tasso di rotazione insolitamente alto per una stella della sua età. Alcuni astronomi pensano che possa aver inghiottito un vicino Giove caldo , che gli dava il suo alto tasso di rotazione. In contrasto con il nostro Sole, mostra un bagliore quasi costante, un effetto del suo forte campo magnetico.
La corona di HR 9024 è dominata da forti strutture magnetiche ad anello e fino al 30% della superficie della stella mostra attività solare. Fin da 2003 , gli astronomi hanno ipotizzato che queste strutture ad anello interagenti causano il flaring responsabile del riscaldamento del materiale coronale a temperature così elevate.
Nel tempo, la velocità di rotazione dell'HR 9024 dovrebbe diminuire, il che dovrebbe ridurre la potenza dei suoi flare e CME. Forse staremo in giro abbastanza a lungo per guardare e vedere.