Les étoiles sont si éloignées qu'elles n'apparaissent que comme des points lumineux à ces télescopes, et les phénomènes interprétés comme des éruptions stellaires sont des augmentations brusques de la luminosité de ces points.

Il existe également un manque de données sur d’autres parties du spectre électromagnétique, et la plupart des études sur ces événements se concentrent sur l’énergie irradiée. Les observations ont détecté des « superflares », d'énormes éruptions magnétiques dans l'atmosphère des étoiles avec des énergies 100 à 10 000 fois supérieures à celles des éruptions solaires les plus énergétiques. La question est de savoir si l'un des modèles disponibles peut expliquer des niveaux d'énergie aussi élevés.

Deux modèles sont disponibles. La plus populaire considère le rayonnement d’une super-éruption comme une émission de corps noir à une température de 10 000 Kelvin. L'autre associe le phénomène à un processus d'ionisation et de recombinaison des atomes d'hydrogène.

Une étude menée par des chercheurs affiliés au Centre Mackenzie de radioastronomie et d'astrophysique (CRAAM) de l'Université presbytérienne Mackenzie (UPM) au Brésil et à l'École de physique et d'astronomie de l'Université de Glasgow au Royaume-Uni a analysé les deux modèles.

L'étude est publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. .

"Compte tenu des processus connus de transfert d'énergie dans les éruptions, nous affirmons que le modèle de recombinaison de l'hydrogène est physiquement plus plausible que le modèle du corps noir pour expliquer l'origine de l'émission optique à large bande des éruptions", a déclaré Paulo Simões, premier auteur de l'article et chercheur. professeur à l'UPM.

Les chercheurs ont analysé 37 super-éruptions sur le système stellaire binaire Kepler-411 et cinq super-éruptions sur l'étoile Kepler-396, en utilisant les deux modèles. "Nous avons conclu que les estimations de l'énergie totale des éruptions basées sur le modèle de recombinaison de l'hydrogène sont d'un ordre de grandeur inférieures aux valeurs obtenues en utilisant le modèle de rayonnement du corps noir et correspondent mieux aux processus d'éruption connus", a déclaré Simões.

Ces processus sont décrits en termes d'éruptions solaires. Malgré de nombreuses différences, les éruptions solaires continuent d’informer les modèles sur lesquels les éruptions stellaires sont interprétées. Une énorme quantité d'informations a été accumulée sur les éruptions solaires, documentées pour la première fois dans la littérature astronomique par deux astronomes anglais, Richard Carington et Richard Hodgson, qui ont observé indépendamment la même éruption solaire le 1er septembre 1859.

"Depuis lors, des éruptions solaires ont été observées avec une luminosité intense durant quelques secondes ou heures et à différentes longueurs d'onde, des ondes radio et de la lumière visible aux ultraviolets et aux rayons X. Les éruptions solaires sont parmi les phénomènes les plus énergétiques de notre système solaire et peuvent affecter les satellites. opérations, communications radio, réseaux électriques et systèmes de navigation et GPS, pour ne prendre que quelques exemples », a déclaré Alexandre Araújo, Ph.D. candidat au CRAAM, professeur des écoles et co-auteur de l'article.

Les éruptions solaires se produisent dans des régions actives associées à des champs magnétiques intenses, où d'abondantes quantités d'énergie sont brusquement libérées dans la couronne (la couche la plus externe du soleil) par reconnexion du champ magnétique, chauffant le plasma et accélérant les électrons et les ions, entre autres particules.

"Parce qu'ils ont moins de masse, les électrons peuvent être accélérés jusqu'à une grande fraction de la vitesse de la lumière, généralement environ 30 % mais parfois plus. Les particules accélérées se déplacent le long des lignes du champ magnétique, et certaines sont éjectées dans l'espace interplanétaire tandis que d'autres entrent dans l'espace interplanétaire. dans la direction opposée dans la chromosphère, la couche située sous la couronne, où ils entrent en collision avec le plasma à haute densité et leur énergie est transférée au milieu.

"L'énergie excédentaire chauffe le plasma local, provoquant l'ionisation et l'excitation des atomes, et produisant par conséquent un rayonnement que nous pouvons détecter avec des télescopes à la surface de la Terre et dans l'espace", a expliqué Simões.

Depuis les années 1960, de nombreuses études observationnelles et théoriques ont tenté d’expliquer la quantité exceptionnellement importante de lumière visible émise par les éruptions solaires, mais aucune solution définitive n’a été trouvée à ce jour. Les explications les plus populaires produites par ces études sont le rayonnement du corps noir provenant du chauffage de la photosphère, de la couche située sous la chromosphère, et le rayonnement de recombinaison de l'hydrogène dans la chromosphère. Cette recombinaison se produit lorsque les protons et les électrons séparés par ionisation se réunissent pour former des atomes d'hydrogène.

"La limitation du premier cas peut se résumer à une question de transport d'énergie :aucun des mécanismes de transport d'énergie normalement acceptés pour les éruptions solaires n'a la capacité de fournir l'énergie nécessaire dans la photosphère pour provoquer un échauffement suffisant du plasma pour expliquer les observations, " a déclaré Simões.

Araújo a accepté et a déclaré :« Des calculs effectués pour la première fois dans les années 1970 et confirmés plus tard par des simulations informatiques montrent que la plupart des électrons accélérés lors des éruptions solaires ne parviennent pas à traverser la chromosphère et à entrer dans la photosphère. Le modèle du corps noir comme explication de la lumière blanche dans les éruptions solaires est donc incompatible avec le principal procédé de transport d'énergie accepté pour les éruptions solaires."

Quant au modèle de rayonnement de recombinaison de l'hydrogène, il est plus cohérent du point de vue physique mais ne peut malheureusement pas encore être confirmé par des observations, concluent les chercheurs, même si l'article apporte des arguments supplémentaires en faveur de ce modèle, négligé dans la plupart des études. /P>

Plus d'informations : Paulo J A Simões et al, Continuum de recombinaison de l'hydrogène comme modèle radiatif pour les éruptions optiques stellaires, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). DOI : 10.1093/mnras/stae186

Informations sur le journal : Avis mensuels de la Royal Astronomical Society

Fourni par FAPESP