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Attività e dinamo su stelle nane ultrafredde

Oggetti con tipo spettrale più late di M7 vengono chiamate nane ultrafreddde. A seconda dell'èta tali oggetti sono stelle di massa molto piccola o Nane Brune. Le Nane Brune sono oggetti con una massa al di sotto di $0.08$ masse solari, e di conseguenza con temperatura interna troppo bassa per accendere la fusione nucleare. Perciò, in mancanza di una sorgente di energia, le Nane Brune diventano sempre meno luminose e più fredde durante la loro evoluzione, cioè si evolvono verso tipi spettrali più tardi. La storica sequenza spettrale finisce a una temperatura superficiale di 2000K con il tipo M9. Per estendere la classificazione oltre questa soglia sono stati introdotti i tipi spettrali L e T.

L'attività X delle nane ultrafredde è stata finora poco studiata. Nelle stelle che mantengono una dinamo (di tipo spettrale F-M) si osserva una relazione tra la luminosità bolometrica e la luminosità nei raggi X: La relazione raggiunge un valore di $10^{-3}$ nel rapporto tra luminosità nei raggi X e luminosità bolometrica per le stelle che ruotano più velocemente, un effetto chiamato saturazione. Per un gruppo di stelle dello stesso tipo spettrale si osserva una dispersione di circa due ordini di grandezza tra la luminosità X e bolometrica. Lo studio di questa relazione per le stelle più piccole e per le Nane Brune è importante per confermare o escludere l'esistenza di una dinamo in questi oggetti, ed eventualmente comprenderne la natura. Alcune considerazioni prevedono che tutte le dinamo dovrebbero cessare di funzionare in atmosfere troppo fredde, per mancanza di ionizzazione che leghi le particelle al campo magnetico. Osservazioni dell'emissione cromosferica (nella riga dell'H$\alpha $) hanno fornito risultati ambigui.

L'Osservazione delle corone di questi oggetti deboli esige un'alta sensibilità. Osservazioni con Chandra di un gruppo di Nane Brune con età, temperatura e luminosità ben determinate sono state completate nel 2004. La prima delle osservazioni ha portata alla rivelazione in raggi X di Gl569Bab, una doppia Nana Bruna con tipo spettrale M8.5/M9 ed età di circa 300Myr (Stelzer 2004, ApJL 615, L153). Questo oggetto sembra essere la prima Nana Bruna evoluta per la quale raggi X sono stati osservati sia durante un brillamento, sia durante la fase quiescente. Prima di questo, una sola Nana Bruna con età avanzata era stata rivelata in raggi X, ma solo durante un brillamento. Il campione di Nane Brune osservate con Chandra nell'ambito di questo progetto, insieme a dati X di altre Nane Brune raccolti dalla letteratura, ha permesso di vincolare i parametri stellari necessari per mantenere una corona. Soprattutto, le osservazioni suggeriscono un ruolo determinante della temperatura efficace per l'emissione X (Stelzer et al., 2006, A&A 448, 293).

In un'osservazione di XMM-Newton eseguita per determinare meglio le caratteristiche delle nane ultrafredde è stato identificato un brillamento gigantesco su LP412-31, una stella evoluta di tipo spettrale M8. Ciò che rende quest'osservazione unica è che, mentre l'evento è stato osservato in raggi X con EPIC, la controparte ottica è stata registrata con l'Optical Monitor di XMM-Newton. L'osservazione simultanea dei brillamenti in lunghezze d'onda diverse è essenziale per determinare il ruolo dei diversi strati dell'atmosfera nel creare il fenomeno. L'evento su LP41231 è stato di tipo impulsivo, cioè con un rilascio rapido di energia. Il decadimento indica che il raffreddamento dopo l'eruzione avveniva in modo radiativo, e senza ulteriore riscaldamento dopo l'innesco. L'analisi con i modelli descritti in Sect.3.5 suggerisce che l'emissione ottica viene da una piccola frazione della superficie della stella, ma i raggi X venivano prodotti in un'area dell'ordine di grandezza del raggio della stella. Una spiegazione naturale consiste nel attribuire l'emissione ottica ai piedi di un'arco magnetico che si estende in alto. La parte coronale del'arco racchiude il plasma caldo che emette i raggi X (Stelzer et al., 2006, A&A Letters 460, L35).


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Flavio Morale 2007-08-14