Sähvatustäht (flare-täht) — definitsioon, põhjused ja tüübid

Sähvatustäht (tuntud ka kui põletustäht või flare-täht) on muutuvtäht, mille heledus tõuseb lühikese aja jooksul (sekunditest tundideni) äkiliselt ja märkimisväärselt. Need sähvatused võivad olla ühekordsed või korduvad ning neid kirjeldatakse sageli nii valguslikus kui ka kõrgeenergiaspektri signaalis.

Mis toimub ja kuidas seda mõõdetakse

Sähvatused on tähe magnetilise aktiivsuse väljendus: sarnaseid protsesse nähakse ka päikeseplahvatustega. Need on magnetilised häired tähe atmosfääris (tähtede kromosfääris ja koronast), kus kiire magnetvoolude ümberkorraldus — nn magnetiline rekonekterumine — paiskab vabu osakesi ja elektromagnetilist kiirgust.

Heledus suureneb kogu spektri ulatuses: nähtavast valgusest ja UV-st kuni röntgenikiirtest ning raadiolaineteni. Sähvatuse kestus ulatub mõnest sekundist kuni mitme tunnini; energia ulatub väiksematel tähtedel tavaliselt ~10^29–10^33 ergist Suuremate (“superflare”) sündmusteni ~10^34–10^38 erg.

Ajalugu ja tüüpilised näited

Esimesed teadaolevad maapealsed sähvatused avastati 1924. aastal (nt V1396 Cygni ja AT Microscopii). Kuulsaks näiteks on UV Ceti, mille säravad sähvatused avastati 1948. aastal ja mis andis nime UV Ceti tüübi (dMe) tähesüsteemile. Tänapäeval liigitatakse sarnased objektid muutuva tähtede kataloogides sageli UV Ceti tüüpi muutujateks.

Mitmed meie lähitähte iseloomustavad näited on ka Proxima Centauri — mis asub Päikesesüsteemile kõige lähemal — ja Barnardi täht, mille sähvatused võivad olla harvemad, kuid intensiivsed.

Põhjused ja erinevad tüved

Üksiktähed (eriti punased kääbused): enamasti leegitsevad tähed on punased kääbused, kuigi ka vähem massiivsed (kergemad) pruunid kääbused võivad leegitseda. Nendel tähtedel võib magnetiline aktiivsus olla tugev ning konvektiivne sisemus soosib aktiivsust ja suuri sähvatuseid.
Kahe- või mitmiksystemid (RS CVn jne): raskemad muutujad nagu RS Canum Venaticorum-tüübid tekivad sageli kaksiktähtedes, kus kaaslase gravitatsiooniline ja magnetiline mõju suurendab aktiivsust — kaaslane häirib magnetvälja ja soodustab intensiivseid sähvatuseid.
Päikesesarnased tähed ja superflare’id: mõnel Päikesega sarnasel tähel on täheldatud väga suuri sähvatuseid. Teoorias võib selliseid sündmusi esile kutsuda kaaslane (näiteks massiivne planeet tihedal orbiidil, sarnane Jupiter,.) või sisemine magnetiline aktiivsus.
Noored tähed ja T Tauri tüüpi objektid: aktiivsed noored tähed võivad tekitada tugevamat ja sagedasemat sähvatuste tegevust, osaliselt seetõttu, et neil on tugevad magnetväljad ja intensiivne materjali akretsioon.

Mõju planeetidele ja tähendus elukeskkonnale

Sähvatustest lähtuv kiirgus (eriti UV ja röntgen) ning laetud osakeste voog võib oluliselt mõjutada planeedi atmosfääri, põhjustades ionisatsiooni, keemilisi muudatusi ja potentsiaalset atmosfääri aurustumist väiksematel, nõrgemate magnetväljadega planeetidel. Sellised mõjud on oluline tegur eluvõimaluste hindamisel eksoplaneetide puhul, eriti ümber aktiivsete punaste kääbuste asuvate planeetide korral.

Kuidas teadlased sähvatuseid uurivad

Fotomeetria ja kõrge ajaresolutsiooniga valgusgraafikud aitavad määrata sähvatuse kujunemise kiirust ja energiabilanssi.
Spektroskoopia näitab kiirguse allika temperatuuri, erütsemete käitumist ja kiirguse korrelatsiooni erinevate lainepikkuste vahel.
Kõrgeenergia vaatlus (X-ray, UV) satelliitidelt (nt Chandra, XMM-Newton) ning raadiojaamad annavad teavet kõrgeenergiliste osakeste ja magnetiliste protsesside kohta.

Kuigi paljusid sähvatustähti seostatakse punaste kääbustega, esineb aktiivsust laias täheskaalas ning põhjused võivad erineda: mõnel juhul on süüdi sisemine magnetiline rekonekterumine, teisel juhul kaaslase mõju või muu süsteemiline interaktsioon. Sähvatuste mõistmine aitab paremini hinnata tähe aktiivsust, tähe arengut ja eksoplaneetide keskkondi.

Lähedal olevad helendavad tähed

Flare-tähed kiirgavad suhteliselt vähe valgust, kuid neid on leitud kuni 1000 valgusaasta kaugusel Maast.

Proxima Centauri

Proxima Centauri on Päikesele lähemal kui ükski teine täht ja on põlevatäht. Proxima Centauri suurendab oma heledust juhuslikult ja seda põhjustab magnetiline jõud. Konvektsioon tekitab Proxima Centauri kogu aine magnetvälja ja see toob kaasa röntgenkiirguse kogutulestiku, mis on sarnane Päikese omaga, kuigi Päike on palju massiivsem (raskem) kui Proxima Centauri.

Wolf 359

Põletustäht Wolf 359 on teine täht suhteliselt lähedal Päikesesüsteemile Leo tähtkujus ja tal on ka teisi nimesid (nimetusi). See on punane kääbus spektriklassis M6,5 ja kiirgab röntgenkiirgust. Ta on UV Ceti flare-täht ja flareerib suhteliselt sageli.

Keskmine (keskmine) magnetväli varieerub märkimisväärselt juba kuue tunni pikkuste ajavahemike jooksul. Võrdluseks: Päikese magnetväli on keskmiselt 1 G (100 μT), kuigi aktiivsetes päikesepiirkondades võib see tõusta kuni 3 kG (0,3 T).

Barnardi täht

Barnardi täht on meie Päikesele teine lähim tähesüsteem ja teadlased kahtlustavad, et tegemist on põlevatähega.

TVLM513-46546

TVLM513-46546 on nimi, mille teadlased annavad väga väikese massiga sädemetähele. See väike täht on vaid piisavalt raske, et teda saaks lugeda punaseks kääbuseks.

Küsimused ja vastused

K: Mis on leegitähis?

V: Põletustäht on muutuvtäht, mis muutub ettearvamatult mõne minuti jooksul palju heledamaks. Tähtede sähvatused toimuvad tähtede atmosfääris toimuvate magnetiliste häirete tõttu ja nende heledus suureneb kogu spektris röntgenkiirgusest kuni raadiolaineteni.

Küsimus: Millal avastati esimesed teadaolevad sähvatuslikud tähed?

V: Esimesed teadaolevad flare-tähed avastati 1924. aastal, need olid V1396 Cygni ja AT Microscopii.

K: Mis on kõige tuntum näide sähvatustähest?

V: Kõige tuntum näide sähvatustähest on UV Ceti, mis avastati 1948. aastal.

K: Kui sageli esineb Barnardi tähega flareid?

V: Barnardi tähega võivad sähvatused esineda kord paari päeva tagant või harvemini.

K: Kas ka Proxima Centauri on sähvatustäht?

V: Jah, ka Proxima Centauri on sähvatustäht.

K: Millised tähed on kõige tõenäolisemalt võimelised tekitama sähvatusi?

V: Enamik flare-tähti on tuhmid punased kääbused, kuigi ka vähem massiivsed (kergemad) pruunid kääbused võivad flareid tekitada. Massilisemad (raskemad) muutujad RS Canum Venaticorum (RS CVn) tekitavad teadaolevalt ka sähvatusi, mida põhjustavad nende magnetvälja häirivad kaksiksüsteemides olevad kaaslastest tähed.

Küsimus: Kas on olemas sarnaseid näiteid Päikesesarnaste tähtede kohta, mis tekitavad sähvatusi? V: Jah, üheksa Päikesesarnast tähte on täheldatud sähvatuste tekkimist, mille põhjuseks võivad olla massiivsed planeedid, nagu Jupiter, mis tiirlevad nende ümber ja häirivad nende magnetvälju.