Kaj so zvezde z izbruhi (flare stars) — definicija, vzroki, primeri
Ognjenica je spremenljiva zvezda, ki za nekaj minut nepredvidljivo postane zelo svetla. Tak pojav imenujemo izbruh (flare) in gre za kratkotrajno, a močno povečanje emisije, ki lahko traja od nekaj sekund do več ur. Izbruhi so najmočnejši v ultravijoličnem in rentgenskem delu spektra, a vidne posledice pogosto opazimo tudi v optičnem in radijskem območju.
Vzrok izbruhov
Do izbruhov na zvezdah z izbruhi prihaja podobno kot pri sončnih izbruhih. Gre za magnetne motnje v ozračju zvezd, pri katerih se zgoščena magnetna polja prelomijo in ponovno povežejo (proces magnetne rekonekcije). Ta rekonekcija sprosti zelo veliko energijo in pospeši delce, kar povzroči močno segrevanje plazme in širokopasovno sevanje. Svetlost se poveča v celotnem spektru, od rentgenskih žarkov do radijskih valov. Tipične energije izbruhov pri rdečih pritlikavkah so lahko milijone do milijarde krat večje od povprečnih sončnih izbruhov; zelo močni izbruhi lahko dosežejo okoli 10^33–10^34 erg ali več.
Kdo izbruhne?
Večina zvezd z izbruhi so šibke rdeče pritlikavke, ki imajo močna in ukrivljena magnetna polja zaradi hitrega vrtenja in konvektivnega notranjega slojevanja. Čeprav lahko izbruhnejo tudi manj masivne (lažje) rjave pritlikavke. Tudi masivnejše (težje) spremenljivke RS Canum Venaticorum (RS CVn) so znane po tem, da lahko izbruhnejo, vendar znanstveniki razumejo, da te izbruhe povzroča spremljevalna zvezda v dvojnem sistemu. Ta spremljevalna zvezda povzroča motnje v magnetnem polju. Opazili so tudi, da je devet zvezd, podobnih Soncu, ki so prav tako izbruhnile. Obstaja domneva, da se to dogaja iz podobnih razlogov kot izbruhi spremenljivk RS CVn. Spremljevalec povzroča izbruhe, ta spremljevalec je masiven planet, kot je Jupiter, ki tesno kroži okoli zvezde, ki je v izbruhu.
Zgodovina in primeri
Prve znane zvezde v plamenici so bile odkrite leta 1924, in sicer V1396 Cygni in AT Microscopii. Še vedno je najbolj znana zvezda v plamenici UV Ceti, ki so jo odkrili leta 1948. Danes so podobne zvezde s plamenicami v katalogih spremenljivih zvezd razvrščene kot spremenljive zvezde tipa UV Ceti. Do izbruhov lahko pride enkrat na nekaj dni ali, kot v primeru Barnardove zvezde, veliko redkeje. Tudi Proksima Centauri, najbližja zvezda Osončju, je zvezda z izbruhi; močni izbruhi Proksime so zanimivi tudi zato, ker lahko vplivajo na atmosfero planeta Proxima b.
Opazovanje in merjenje
Izbruhe opazujemo z več vrstami instrumentov: optična fotometrija (spreminjanje svetlosti v časovnih krivuljah), spektroskopija (spremembe črt), rentgenski in ultravijolični teleskopi ter radijski observatoriji. Vesoljski observatoriji, kot so Chandra in XMM-Newton, so ključni za preučevanje visokenergijskih komponent izbruhov, medtem ko so misije, kot sta Kepler in TESS, pokazale, kako pogosto in kako močno izbruhajo zvezde z natančnimi optičnimi krivuljami.
Pomembne posledice
- Vpliv na habitabilnost: Pogosti in močni izbruhi lahko erodirajo atmosfere planetov, povečajo sevanje na površini in otežijo obstoj zaščitene površinske vode ali življenja v bližini zvezde.
- Prehodne pojave v zvezdnem okolju: Izbruhi se lahko pokažejo kot hitro segrevanje korone, močni delci in magnetne nevihte, ki spreminjajo pogoje v planetarnem sistemu.
- Uporaba kot raziskovalno orodje: Izbruhi razkrivajo lastnosti zvezdnega magnetizma, hitrosti vrtenja in notranje strukture zvezd.
Zaključek
Zvezde z izbruhi so pomemben del zvezdne populacije, še posebej med rdečimi pritlikavkami. Njihovi izbruhi, ki izhajajo iz magnetne rekonekcije, pokrivajo širok spekter energije in imajo pomembne posledice za okolico zvezde in morebitne planete. Z nadaljnjimi opazovanji v različnih valovnih dolžinah znanstveniki dobivajo vedno natančnejšo predstavo o pogostnosti, mehanizmih in vplivih teh dinamičnih pojavov.
Bližnje zvezde z izbruhi
Ognjeni zublji oddajajo razmeroma malo svetlobe, vendar so bili odkriti že 1000 svetlobnih let od Zemlje.
Proksima Centauri
Proksima Centauri je bliže Soncu kot katera koli druga zvezda in je zvezda, ki je v znamenju izbruhov. Proksima Centauri naključno povečuje svojo svetlost, kar povzroča magnetna sila. Konvekcija ustvarja magnetno polje v vsej snovi Proksime Centauri, kar povzroča plamene s skupno močjo rentgenskih žarkov, podobno kot pri Soncu, čeprav je Sonce veliko masivnejše (težje) od Proksime Centauri.
Wolf 359
Zvezda Wolf 359 je še ena zvezda v relativni bližini Osončja v ozvezdju Leva in ima tudi druga imena (oznake). Je rdeča pritlikavka spektralnega razreda M6,5 in oddaja rentgenske žarke. Je zvezda, ki spada med zvezde z ultravijoličnimi izbruhi Ceti, in relativno pogosto izbruhne.
Srednje (povprečno) magnetno polje se močno spreminja v časovnih obdobjih, ki so krajša od šestih ur. Za primerjavo, magnetno polje Sonca je v povprečju 1 G (100 μT), čeprav se lahko v območjih aktivnih sončnih peg poveča do 3 kG (0,3 T).
Barnardova zvezda
Barnardova zvezda je drugi najbližji zvezdni sistem našemu Soncu in znanstveniki domnevajo, da gre za zvezdo, ki je nastala kot izbruh.
TVLM513-46546
TVLM513-46546 je ime, ki so ga znanstveniki dali zvezdi z zelo majhno maso. Ta majhna zvezda je le toliko težka, da jo lahko štejemo med rdeče pritlikavke.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je zvezda izžarevanja?
O: Zvezda v plamenici je spremenljiva zvezda, ki za nekaj minut nepredvidljivo postane veliko svetlejša. Do izbruhov na teh zvezdah prihaja zaradi magnetnih motenj v ozračju zvezde, njihova svetlost pa se poveča v celotnem spektru od rentgenskih žarkov do radijskih valov.
V: Kdaj so odkrili prve znane zvezde z izbruhi?
O: Prve znane zvezde z izbruhi so bile odkrite leta 1924, in sicer V1396 Cygni in AT Microscopii.
V: Kateri je najbolj znani primer zvezde v plamenici?
O: Najbolj znan primer zvezde v plamenici je UV Ceti, ki so jo odkrili leta 1948.
V: Kako pogosto prihaja do izbruhov na Barnardovi zvezdi?
O: Na Barnardovi zvezdi se izbruhi lahko pojavijo enkrat na nekaj dni ali redkeje.
V: Ali je tudi Proksima Centauri zvezda z izbruhi?
O: Da, tudi Proksima Centauri je zvezda z izbruhi.
V: Pri katerih vrstah zvezd je najverjetneje, da bodo proizvajale rakete?
O: Večina zvezd, ki povzročajo izbruhe, so šibke rdeče pritlikavke, čeprav lahko izbruhe povzročajo tudi manj masivne (lažje) rjave pritlikavke. Masivnejše (težje) spremenljivke RS Canum Venaticorum (RS CVn) so prav tako znane po tem, da proizvajajo izbruhe zaradi spremljevalnih zvezd v dvojnih sistemih, ki motijo njihova magnetna polja.
V: Ali obstajajo podobni primeri Soncu podobnih zvezd, ki proizvajajo izbruhe? O:Da, pri devetih Soncu podobnih zvezdah so opazili, da proizvajajo izbruhe, ki jih lahko povzročijo masivni planeti, kot je Jupiter, ki tesno krožijo okoli njih in motijo njihova magnetna polja.
