Zonnevlammen geproduceerd door de zon kunnen een impact hebben op de aarde, waarbij de krachtigste zonnevlammen wereldwijde stroomstoringen en communicatiestoringen veroorzaken. Deze zonnevlammen zijn echter relatief mild vergeleken met de ‘supervlammen’ die werden waargenomen bij NASA’s Kepler- en TESS-missies. Deze ‘supervlammen’ zijn afkomstig van sterren en zijn 100 tot 10.000 keer helderder dan zonnevlammen.
Er wordt aangenomen dat de fysica van zonnevlammen en supervlammen hetzelfde is: een plotselinge vrijgave van magnetische energie. Superflare-sterren hebben sterkere magnetische velden en dus helderdere uitbarstingen, maar sommige vertonen ongebruikelijk gedrag: een aanvankelijke helderheidsboost die slechts korte tijd duurt, gevolgd door een langere maar minder intense secundaire uitbarsting. Een onderzoeksteam onder leiding van Yang Kai, een postdoctoraal onderzoeker aan het Institute of Astronomy van de Universiteit van Hawaï, en Sun Xudong, een universitair hoofddocent, bouwden een model om dit fenomeen te verklaren, dat werd gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
‘Door wat we over onze zon hebben geleerd toe te passen op andere, koelere sterren, kunnen we de fysica identificeren die deze zonnevlammen aandrijft, ook al zullen we ze nooit rechtstreeks kunnen zien’, zegt Young. ‘De veranderingen in de helderheid van deze sterren in de loop van de tijd helpen ons deze uitbarstingen te ‘zien’, die simpelweg te klein zijn om direct waar te nemen.’
Er wordt aangenomen dat het zichtbare licht in deze uitbarstingen alleen uit de lagere lagen van de atmosfeer van de ster komt. Energetische deeltjes geproduceerd door magnetische herverbinding regenen naar beneden uit de hete, kwetsbare corona (de buitenste lagen van de ster), waardoor deze lagen worden verwarmd. Recent onderzoek heeft de hypothese geopperd dat superflare-sterren ook straling kunnen detecteren uit coronale lussen – heet plasma dat wordt opgevangen door het magnetische veld van de zon – maar dat de dichtheid van deze lussen erg hoog zou moeten zijn. Helaas hebben astronomen geen manier om dit te testen, omdat er geen manier is om deze ringen te zien op andere sterren dan onze eigen zon.
Andere astronomen hebben op basis van gegevens van de Kepler- en TESS-telescopen ontdekt dat sterren een bijzondere lichtcurve hebben, vergelijkbaar met de 'piek' van een hemellichaam, een sprong in helderheid. Het blijkt dat deze lichtcurve vergelijkbaar is met een zonnefenomeen waarbij een eerste uitbarsting wordt gevolgd door een tweede, meer geleidelijke piek. Deze lichtcurven doen ons denken aan een fenomeen dat we op de zon zien: late zonnevlammen.
De onderzoekers vroegen zich af: "Kan hetzelfde proces – het activeren van grote stellaire ringen – vergelijkbare late helderheidsverbeteringen in zichtbaar licht opleveren?"
Om dit probleem op te lossen, heeft Yang een vloeistofsimulatie aangepast die vaak wordt gebruikt om zonnevlamringen te simuleren en heeft hij de lengte en de magnetische energie van de ring opgeschaald. Hij ontdekte dat de enorme energie-input van de vlam enorme hoeveelheden massa in de lus pompte, waardoor een dichte, heldere emissie van zichtbaar licht ontstond, precies zoals voorspeld.
Deze onderzoeken tonen aan dat we deze ‘impact’-flits alleen zien wanneer het ultrahete gas in de hoogste delen van de ring afkoelt. Onder invloed van de zwaartekracht zullen deze lichtgevende materialen vallen en vormen wat wij ‘coronale regen’ noemen, een fenomeen dat we vaak op de zon zien. Dit overtuigde het team ervan dat het model echt moest zijn.
Samengestelde bron: ScitechDaily