Plamy słoneczne większe od Słońca? Tak, na „najbardziej plamistej gwieździe na niebie”
Jesteśmy w trakcie tzw. maksimum słonecznego, które charakteryzuje się m.in. znaczną liczbą plam na powierzchni Słońca. Plamy te są aktywnymi regionami generowanymi przez ruch materii wewnątrz Słońca. Największe są nawet ośmiokrotnie większe od Ziemi. Ale co powiecie na plamy słoneczne większe od naszego Słońca? Właśnie takie generuje gwiazda oznaczona jako XX Trianguli.
Spis treści:
Plamy słoneczne powstają w wyniku aktywności magnetycznej Słońca. Są to obszary na powierzchni Słońca (fotosferze), gdzie lokalne pola magnetyczne są wyjątkowo silne i zakłócają ruch gorącej plazmy. Proces ten prowadzi do obniżenia temperatury w tych rejonach, przez co plamy wydają się ciemniejsze na tle otaczającej, jaśniejszej powierzchni.
Plamy generuje gwiezdny magnetyzm
Plamy słoneczne powstają, gdy linie pola magnetycznego naszej gwiazdy zostają mocno skręcone. Wówczas mogą przebić powierzchnię fotosfery. Dochodzi do tego, ponieważ Słońce jest ogromną kulą gorącej, przewodzącej plazmy, która obraca się w różnym tempie w zależności od szerokości heliograficznej (tzw. rotacja różnicowa). Nierównomierność ruchu powoduje splątanie linii pola magnetycznego, które stają się coraz bardziej „skręcone” i skoncentrowane w niektórych rejonach.
Takie plamy są ściśle związane z rozbłyskami słonecznymi i innymi przejawami aktywności słonecznej, np. koronalnymi wyrzutami masy (CME). Śledzenie zachowania plam słonecznych na Słońcu jest ważne, bo ich zwiększona aktywność wiąże się ze zwiększoną emisją naładowanych cząstek ze Słońca, a to może mieć drastyczne konsekwencje dla naszej technologii na Ziemi.
Ale plamy na naszym Słońcu, choć ogromne, często mające nawet 100 tysięcy kilometrów średnicy, to wciąż niewiele. Jeśli przyjrzymy się XX Trianguli, gwieździe zmiennej znajdującej się w gwiazdozbiorze Trójkąta (Triangulum) na półkuli północnej, zobaczymy plamy słoneczne większe niż całe nasze Słońce.
Gwiazda zmienna BY Draconis
Wszystko dlatego, że XX Trianguli należy do klasy gwiazd zmiennych typu BY Draconis. Czyli takich, których jasność zmienia się w wyniku aktywności magnetycznej oraz plam gwiazdowych na powierzchni. Gwiazdy te są chłodniejsze i mają dobrze rozwiniętą konwekcję. A ich zmienna jasność jest wynikiem nie tylko rotacji samej gwiazdy, ale też gigantycznych plam ja jej powierzchni.
XX Trianguli może nie jest szczególnie znana szerszej publiczności. Dla astronomów badających magnetyzm gwiazd oraz procesy aktywności na ich powierzchni jest jednak bardzo interesująca.
Ostatnio astronomowie z Leibniz Institut for Astrophysics Potsdam (AIP) i HUN-REN Research Center for Astronomy and Earth Sciences (HUN-REN RCAES) śledzili aktywność plam gwiezdnych właśnie na tej czerwonej olbrzymiej gwieździe. Nieregularne zachowanie jej plam sugeruje, że wnętrze gwiazdy może mieć znacznie bardziej chaotyczną dynamikę niż dynamika naszej własnej gwiazdy.
Badacze przeanalizowali ponad 2000 widm o wysokiej rozdzielczości zebranych w ciągu 16 lat za pomocą zrobotyzowanego teleskopu AIP STELLA na Teneryfie. Ta skarbnica danych pozwoliła naukowcom zrekonstruować 99 obrazów szeregów czasowych, które pokazały ewolucję plam gwiazdowych na powierzchni XX Trianguli w latach 2006–2022.
Chaotyczna jak XX Trianguli
Główny wniosek z badań jest taki, że zmiany powierzchni plam gwiezdnych na XX Trianguli nie podążają za cyklami magnetycznymi podobnymi do słonecznych. Według autorów prawdopodobnie wynika to z nieokresowej natury dynamo gwiazdy – ruchu materiałów przewodzących w jej wnętrzu. W przeciwieństwie do Słońca dynamo XX Trianguli jest najprawdopodobniej chaotyczne.
– Plamy słoneczne są najbardziej znanymi przejawami słonecznej aktywności magnetycznej, która wraz z wieloma innymi zjawiskami, takimi jak rozbłyski czy cykl słoneczny, może być powiązana z mechanizmem dynamo działającym wewnątrz Słońca – wyjaśnił w oświadczeniu współautor pracy Zsolt Kővári.
Badacz dodał, że wahania jasności czerwonego olbrzyma XX Trianguli o dużej amplitudzie obserwowano już wcześniej. A zatem wiadomo było również, że są one spowodowane przez ciemne plamy, które pojawiają się i znikają, gdy gwiazda obraca się wokół własnej osi w ciągu 24 dni. Plamy te są nawet większe niż cała powierzchnia naszego Słońca. Dlatego też XX Trianguli została nazwana „najbardziej plamistą gwiazdą na niebie”.
Badanie było również pierwszym, które pokazało, w jaki sposób wyjątkowo duże plamy gwiazdowe mogą powodować niewielkie przesunięcie miejsca, w którym gwiazda pojawia się na niebie. Podczas gdy fotocentrum (środek światła) jednorodnej (nieplamistej) gwiazdy pojawi się tam, gdzie znajduje się jej środek geometryczny, ogromne plamy gwiazdowe mogą odpychać fotocentrum w kierunku przeciwnym do jego plam.
W przypadku XX Trianguli, która znajduje się 630 lat świetlnych od Ziemi, fotocentrum gwiezdnego dysku może przesunąć się nawet o 10% promienia gwiazdy względem jej geometrycznego środka, powodując przesunięcie o 24 mikro-arcsekundy w pozornej pozycji gwiazdy na niebie (średnica włosa w odległości 1000 kilometrów, czyli 621 mil). Choć wydaje się to niewiele, tak małe rozbieżności mogą skalować się na ogromne odległości międzygalaktyczne.
Wydaje się, że powinniśmy być wyjątkowo wdzięczni za to, że orbitujemy wokół gwiazdy, której aktywność jest w większości przewidywalna.
Źródło: Leibniz Institut for Astrophysics Potsdam (AIP),
HUN-REN Research Center for Astronomy and Earth Sciences (HUN-REN RCAES)
Nasza autorka
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.