Ilmuwan Mengungkap Fisika di Balik Perilaku Super Flare Bintang yang Tidak Biasa

Matahari menghasilkan jilatan api matahari yang dapat mempengaruhi Bumi, dan jilatan api yang paling hebat dapat menyebabkan pemadaman listrik dan gangguan komunikasi di seluruh dunia. Namun, jilatan api matahari ini relatif ringan dibandingkan dengan “suar super” yang terlihat. NASAKepler dan tes misi. “Suar super” ini berasal dari bintang dan 100 hingga 10.000 kali lebih terang dibandingkan yang ada di Matahari.

Fisikanya dianggap sama antara jilatan api matahari dan superflakes: pelepasan energi magnetis secara tiba-tiba. Bintang super-flaring mempunyai medan magnet yang lebih kuat sehingga menghasilkan flare yang lebih terang, namun beberapa menunjukkan perilaku yang tidak biasa—peningkatan kecerahan awal yang berumur pendek, diikuti oleh flare sekunder yang bertahan lebih lama namun kurang intens. Sebuah tim yang dipimpin oleh Peneliti Postdoctoral Institut Astronomi Universitas Hawaiʻi Kai Yang dan Associate Professor Xudong Sun mengembangkan model untuk menjelaskan fenomena ini, yang diterbitkan di Itu Jurnal Astrofisika.

“Dengan menerapkan apa yang telah kami pelajari tentang Matahari pada bintang lain yang lebih dingin, kami dapat mengidentifikasi faktor fisik yang menyebabkan semburan api ini, meskipun kami tidak pernah dapat melihatnya secara langsung,” kata Yang. “Perubahan kecerahan bintang-bintang ini dari waktu ke waktu sebenarnya membantu kita `melihat' suar yang terlalu kecil untuk diamati secara langsung.”

Kurva cahaya

Cahaya tampak pada suar ini diperkirakan hanya berasal dari lapisan bawah atmosfer bintang. Partikel yang diberi energi oleh penyambungan kembali magnetis turun dari mahkota yang panas dan lemah (lapisan luar bintang) dan memanaskan lapisan tersebut. Penelitian terbaru berhipotesis bahwa emisi dari putaran koronal—panas plasma terperangkap oleh medan magnet Matahari—mungkin juga dapat dideteksi pada bintang-bintang super-flaring, namun kepadatan dalam loop ini harus sangat tinggi. Sayangnya, para astronom tidak memiliki cara untuk mengujinya, karena tidak ada cara untuk melihat putaran ini pada bintang selain Matahari kita.

Astronom lain, dengan menggunakan data dari teleskop Kepler dan TESS, melihat bintang dengan kurva cahaya yang aneh—mirip dengan “puncak” langit, yaitu lonjakan kecerahan. Rupanya, kurva cahaya ini memiliki kemiripan dengan fenomena matahari di mana puncak kedua yang lebih bertahap mengikuti semburan awal.

“Kurva cahaya ini mengingatkan kita pada fenomena yang pernah kita lihat di Matahari, yang disebut jilatan api matahari fase akhir,” kata Sun.

Menghasilkan kecerahan fase akhir yang serupa

Para peneliti bertanya, “Mungkinkah proses yang sama – putaran energi dari sebuah bintang masif – menghasilkan peningkatan kecerahan fase akhir yang serupa dalam cahaya tampak?”

Yang menjawab pertanyaan ini dengan mengadaptasi simulasi fluida yang sering digunakan untuk mensimulasikan putaran suar matahari, dan meningkatkan panjang putaran dan energi magnet. Ia menemukan bahwa masukan energi suar yang besar memompa massa yang signifikan ke dalam lingkaran tersebut—menghasilkan emisi cahaya tampak yang padat, terang, seperti yang diperkirakan.

Studi-studi ini mengungkapkan bahwa kita hanya melihat “benjolan” cahaya yang menyala ketika gas super panas mendingin di bagian tertinggi dari loop. Karena gravitasi, material bercahaya ini kemudian jatuh dan menciptakan apa yang kita sebut “hujan koronal” yang sering kita lihat di Matahari. Hal ini memberikan keyakinan kepada tim bahwa model tersebut harus realistis.

Referensi: “Kemungkinan Mekanisme “Fase Akhir” dalam Suar Cahaya Putih Stellar” oleh Kai E. Yang, Xudong Sun, Graham S. Kerr dan Hugh S. Hudson, 6 Desember 2023, Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad077d