Tähdet eivät välttämättä ole niin ainutlaatuisia

Tähdet eivät välttämättä ole niin ainutlaatuisia
Tähdet eivät välttämättä ole niin ainutlaatuisia
Anonim

Rice -yliopiston tutkijoiden mukaan avaruuteen hajallaan olevat tähdet näyttävät erilaisilta, mutta samanlaisemmilta kuin aiemmin luultiin.

Riisin tutkijoiden uudet simulaatiot osoittavat, että "kylmillä" tähdillä, kuten Auringolla, on dynaaminen pintakäyttäytyminen, joka vaikuttaa niiden energiseen ja magneettiseen ympäristöön. Tämä tähtien magneettinen aktiivisuus on avain siihen, onko tietyllä tähdellä planeettoja, jotka voivat tukea elämää.

Alison Farrishin, David Alexanderin ja Christopher Jones-Krullin työ julkaistaan The Astrophysical Journal -lehdessä. Tutkimus yhdistää viileiden tähtien pyörimisen niiden pinnan magneettivuon käyttäytymiseen, mikä määrittää koronassa olevan tähden röntgensäteilyn, mikä voi auttaa ennustamaan, kuinka magneettinen aktiivisuus vaikuttaa niiden järjestelmien eksoplaneettoihin.

Tutkimus seuraa toista Farrishin ja Alexanderin tutkimusta, joka osoitti, että tähden kosminen "sää" saattaa tehdä planeetat asutuskelpoisiksi vyöhykkeiksi asumattomiksi.

"Kaikki tähdet pyörivät alaspäin elinkaarensa aikana, koska ne menettävät kulmamomentin ja sen seurauksena heistä tulee vähemmän aktiivisia", Farrish sanoi.”Uskomme, että Aurinko oli aiemmin aktiivisempi, ja tämä on saattanut vaikuttaa maapallon ilmakehän varhaiseen kemialliseen koostumukseen. Siksi ajatella sitä, kuinka tähtien suuret energiapäästöt muuttuvat ajan mittaan, on erittäin tärkeää eksoplaneetatutkimukselle.”

"Laajemmassa mielessä otamme Auringolle kehitetyt mallit ja katsomme, kuinka hyvin ne sopeutuvat tähtiin", Jones-Krull sanoi.

Tutkijat päättivät mallintaa, miltä kaukaiset tähdet näyttävät saatavilla olevan rajallisen tiedon perusteella. Joidenkin tähtien kierto ja virtaus sekä niiden luokitus (tyypit F, G, K ja M) määritettiin, mikä antoi tietoa niiden koosta ja lämpötiloista.

He vertasivat Auringon, G-tyypin tähden, ominaisuuksia Rossby-numeronsa avulla, joka on tähtien aktiivisuuden mitta, joka yhdistää sen pyörimisnopeuden maanpinnan alla oleviin nestevirtauksiin, jotka vaikuttavat magneettivuon jakautumiseen tähden pinnalla. muita hienoja tähtiä. Heidän mallinsa viittaavat siihen, että jokaisen tähden "avaruussää" toimii suunnilleen samalla tavalla ja vaikuttaa olosuhteisiin omilla planeetoillaan.

"Tutkimus viittaa siihen, että tähdet, ainakin kylmät, eivät ole liian erilaisia toisistaan", Alexander sanoi.”Meidän näkökulmastamme Alisonin mallia voidaan soveltaa ilman pelkoa tai mieltymystä tarkasteltaessa eksoplaneettoja tähtien M, F tai K ympärillä sekä tietysti muita G -tähtiä.

Se ehdottaa myös jotain paljon mielenkiintoisempaa: prosessi, jolla magneettikenttä luodaan, voi olla hyvin samanlainen kaikissa kylmissä tähdissä. Se on hieman yllättävää”, hän sanoi. Tämä voi sisältää tähtiä, jotka toisin kuin aurinko ovat konvektiivisia ytimeen asti.

"Kaikki auringon kaltaiset tähdet yhdistävät ytimessään vetyä ja heliumia, ja tämä energia siirtyy ensin fotonien säteilyn pinnalle", sanoi Jones-Krull.”Mutta se pääsee 60–70 prosenttiin polusta, joka on liian tumma, joten se alkaa altistua konvektiolle. Kuuma aine liikkuu alhaalta, energia säteilee pois ja kylmempi aine putoaa takaisin alas."

”Tähdillä, joiden massa on alle kolmasosa aurinkomassasta, ei ole säteilyaluetta; ne ovat konvektiivisia kaikkialla”, hän sanoi.”Monet ajatukset siitä, miten tähdet tuottavat magneettikenttiä, perustuvat säteily- ja konvektiovyöhykkeiden välisen rajan olemassaoloon, joten tähtiä, joilla ei ole tätä rajaa, voidaan odottaa käyttäytyvän eri tavalla. Tämä artikkeli osoittaa, että he käyttäytyvät monin tavoin täsmälleen kuin aurinko, jos ne on mukautettu ominaisuuksiinsa."

"Magneettisesti aktiivisimmat tähdet ovat niitä, joita kutsumme kylläisiksi", Farrish sanoi. "Jossain vaiheessa magneettisen aktiivisuuden lisääntyminen lakkaa osoittamasta siihen liittyvää suuren energian röntgensäteiden lisääntymistä. Syy, miksi lisää magneettisuutta kaatamalla tähden pinnalle ei tuota enemmän säteilyä, on edelleen mysteeri. Päinvastoin, aurinko on tyydyttymättömässä tilassa, jossa todella näemme korrelaation magneettisen aktiivisuuden ja energiasäteilyn välillä”, hän sanoi. "Tämä tapahtuu maltillisemmalla aktiivisuustasolla, ja nämä tähdet ovat kiinnostavia, koska ne voivat tarjota suotuisamman ympäristön planeetoille."

"Tärkeintä on, että havainnot, jotka kattavat neljä spektriluokkaa, mukaan lukien sekä täysin että osittain konvektiiviset tähdet, voidaan kohtuullisen hyvin edustaa aurinkoon perustuvalla mallilla", Alexander sanoi. "Se tukee myös ajatusta, että vaikka Auringon 30 kertaa aktiivisempi tähti ei ehkä ole G-luokka, tämä näkyy edelleen Alisonin analyysissä."

"Meidän on oltava selviä siitä, ettemme mallinnu mitään tiettyä tähteä tai järjestelmää", hän sanoi. "Sanomme, että tyypillisen M -tähden tilastollisesti magneettinen käyttäytyminen, jolla on tyypillinen Rossby -luku, käyttäytyy samalla tavalla kuin aurinko, mikä antaa meille mahdollisuuden arvioida sen mahdollisia vaikutuksia planeettoihin."

Jones-Krull sanoi, että tämä malli olisi hyödyllinen monella tapaa. "Yksi kiinnostuksen kohteistani on tutkiminen hyvin nuorista tähdistä, joista monet, kuten pienimassat, ovat täysin konvektiivisia", hän sanoi.”Monia niistä ympäröi kiekkomateriaali ja ne muodostavat edelleen planeettoja. Mielestämme niiden vuorovaikutus määräytyy tähtien magneettikentän mukaan."

"Alisonin simulaatioita voidaan käyttää tutkimaan erittäin magneettisesti aktiivisten tähtien laaja-alaista rakennetta, joka voisi sitten testata ideoita siitä, miten nämä nuoret tähdet ja niiden levyt ovat vuorovaikutuksessa."

Suositeltava: