Le stelle sono così lontane che a questi telescopi appaiono solo come punti luminosi, e i fenomeni interpretati come brillamenti stellari sono bruschi aumenti della luminosità di questi punti.

Mancano dati anche in altre parti dello spettro elettromagnetico e la maggior parte degli studi su questi eventi si concentra sull’energia irradiata. Le osservazioni hanno rilevato “superflares”, enormi eruzioni magnetiche nell’atmosfera di stelle con energie da 100 a 10.000 volte maggiori dei brillamenti solari più energetici. La domanda è se qualcuno dei modelli disponibili possa spiegare livelli di energia così elevati.

Sono disponibili due modelli. Quello più popolare tratta la radiazione di un superflare come un’emissione di corpo nero a una temperatura di 10.000 Kelvin. L'altro associa il fenomeno ad un processo di ionizzazione e ricombinazione degli atomi di idrogeno.

Uno studio condotto da ricercatori affiliati al Mackenzie Center for Radio Astronomy and Astrophysicals (CRAAM) presso la Mackenzie Presbyterian University (UPM) in Brasile e alla School of Physics and Astronomy dell'Università di Glasgow nel Regno Unito ha analizzato i due modelli.

Lo studio è pubblicato su Monthly Notice of the Royal Astronomical Society .

"Considerati i processi conosciuti di trasferimento di energia nei brillamenti, riteniamo che il modello della ricombinazione dell'idrogeno sia fisicamente più plausibile del modello del corpo nero per spiegare l'origine dell'emissione ottica a banda larga dei brillamenti", ha affermato Paulo Simões, primo autore dell'articolo e ricercatore. professore all'UPM.

I ricercatori hanno analizzato 37 superflare sul sistema stellare binario Kepler-411 e cinque superflare sulla stella Kepler-396, utilizzando i due modelli. "Abbiamo concluso che le stime per l'energia totale del brillamento basate sul modello di ricombinazione dell'idrogeno sono circa un ordine di grandezza inferiori ai valori ottenuti utilizzando il modello di radiazione del corpo nero e si adattano meglio ai processi di brillamento conosciuti", ha detto Simões.

Questi processi sono descritti in termini di brillamenti solari. Nonostante molte differenze, i brillamenti solari continuano a fornire informazioni sui modelli su cui vengono interpretati i brillamenti stellari. È stata accumulata un'enorme quantità di informazioni sui brillamenti solari, documentati per la prima volta nella letteratura astronomica da due astronomi inglesi, Richard Carington e Richard Hodgson, che osservarono indipendentemente lo stesso brillamento solare il 1 settembre 1859.

"Da allora, i brillamenti solari sono stati osservati con intensa luminosità della durata di secondi o ore e a diverse lunghezze d'onda, dalle onde radio e luce visibile agli ultravioletti e ai raggi X. I brillamenti solari sono tra i fenomeni più energetici nel nostro sistema solare e possono influenzare i satelliti. operazioni, comunicazioni radio, reti elettriche e sistemi di navigazione e GPS, per fare solo alcuni esempi", ha affermato Alexandre Araújo, Ph.D. candidato al CRAAM, insegnante e coautore dell'articolo.

I brillamenti solari si verificano in regioni attive associate a campi magnetici intensi, dove abbondanti quantità di energia vengono improvvisamente rilasciate nella corona (lo strato più esterno del sole) attraverso la riconnessione del campo magnetico, riscaldando il plasma e accelerando elettroni e ioni, tra le altre particelle. /P>

"Poiché hanno meno massa, gli elettroni possono essere accelerati a una grande frazione della velocità della luce, tipicamente circa il 30% ma a volte di più. Le particelle accelerate viaggiano lungo le linee del campo magnetico, e alcune vengono espulse nello spazio interplanetario mentre altre entrano nella direzione opposta nella cromosfera, lo strato sotto la corona, dove si scontrano con il plasma ad alta densità e la loro energia viene trasferita al mezzo.

"L'energia in eccesso riscalda il plasma locale, provocando la ionizzazione e l'eccitazione degli atomi, e di conseguenza producendo radiazioni, che possiamo rilevare con i telescopi sulla superficie terrestre e nello spazio", ha spiegato Simões.

A partire dagli anni ’60, molti studi osservativi e teorici hanno tentato di spiegare la quantità eccezionalmente grande di luce visibile emessa dai brillamenti solari, ma fino ad oggi non è stata trovata una soluzione definitiva. Le spiegazioni più popolari prodotte da questi studi sono la radiazione del corpo nero derivante dal riscaldamento della fotosfera, dello strato sotto la cromosfera e la radiazione di ricombinazione dell’idrogeno nella cromosfera. Questa ricombinazione avviene quando protoni ed elettroni separati mediante ionizzazione si riuniscono per formare atomi di idrogeno.

"La limitazione del primo caso può essere riassunta in una questione di trasporto di energia:nessuno dei meccanismi di trasporto di energia normalmente accettati per i brillamenti solari ha la capacità di fornire l'energia richiesta nella fotosfera per causare un riscaldamento del plasma sufficiente a spiegare le osservazioni, " ha detto Simões.

Araújo concorda e afferma:"I calcoli eseguiti per la prima volta negli anni '70 e successivamente confermati da simulazioni al computer mostrano che la maggior parte degli elettroni accelerati nei brillamenti solari non riescono ad attraversare la cromosfera ed entrare nella fotosfera. Il modello del corpo nero come spiegazione della luce bianca nei brillamenti solari è quindi incompatibile con il principale processo di trasporto dell'energia accettato per i brillamenti solari."

Per quanto riguarda il modello della radiazione di ricombinazione dell'idrogeno, è più coerente dal punto di vista fisico ma sfortunatamente non può ancora essere confermato dalle osservazioni, concludono i ricercatori, sebbene l'articolo fornisca ulteriori argomenti a favore di questo modello, che è stato trascurato nella maggior parte degli studi.