Astronomowie odkrywają zaskakujące dowody na „niezwykłą” ewolucję gwiazd

Astronomowie znaleźli dowody na to, że niektóre gwiazdy mogą pochwalić się nieoczekiwanie silnymi powierzchniowymi polami magnetycznymi, co podważa obecne modele ich ewolucji.

W gwiazdach takich jak nasze Słońce magnetyzm powierzchniowy jest powiązany z rotacją gwiazd, procesem podobnym do wewnętrznego działania ręcznej latarki. Silne pola magnetyczne pojawiają się w rdzeniach obszarów magnetycznych plam słonecznych i powodują różnorodne zjawiska pogody kosmicznej. Do tej pory uważano, że gwiazdy o małej masie – ciała niebieskie o masie mniejszej niż nasze Słońce, które mogą obracać się bardzo szybko lub stosunkowo wolno – wykazują bardzo niski poziom aktywności magnetycznej, co czyniło je idealnymi gwiazdami macierzystymi do zamieszkania. planety.

W nowym badaniu opublikowanym dzisiaj w Listy z dziennika astrofizycznegoNaukowcy z Ohio State University argumentują, że nowy wewnętrzny mechanizm zwany separacją płaszcza od jądra – kiedy powierzchnia i jądro gwiazdy zaczynają obracać się z tą samą prędkością, a następnie oddalają się od siebie – może być odpowiedzialny za wzmacnianie pól magnetycznych na chłodnych gwiazdach, proces, który może intensyfikują swoje promieniowanie przez miliardy lat i wpływają na możliwość zamieszkania pobliskich egzoplanet.

Badania są możliwe dzięki technice opracowanej na początku tego roku przez Lerę Kao, główną autorkę badania i absolwentkę astronomii w stanie Ohio oraz współautora Marca Pinsonaulta, profesora astronomii w stanie Ohio, w celu wykonania i opisania pomiarów gwiazdy i pole magnetyczne.

Chociaż gwiazdy o małej masie są najczęstszymi gwiazdami w Drodze Mlecznej i często zawierają egzoplanety, naukowcy wiedzą o nich stosunkowo niewiele, powiedział Kao.

Przez dziesięciolecia zakładano, że procesy fizyczne gwiazd o mniejszej masie następują po procesach zachodzących w gwiazdach słonecznych. Ponieważ gwiazdy stopniowo tracą moment pędu, gdy obracają się w dół, astronomowie mogą wykorzystać wirowanie gwiazd jako narzędzie do zrozumienia natury procesów fizycznych gwiazdy oraz jej interakcji z towarzyszami i otoczeniem. Jednak Kao powiedział, że są chwile, kiedy zegar rotacji gwiazd wydaje się zatrzymywać w miejscu.

Wykorzystanie danych publicznych z Sloan Digital Sky Survey Aby zbadać próbkę 136 gwiazd w M44gwiezdnego łoża znanego również jako gromada Praesepe lub Beehive, zespół odkrył, że pola magnetyczne gwiazd o małej masie w tym regionie wydają się być znacznie silniejsze, niż mogą to wyjaśnić obecne modele.

Podczas gdy poprzednie badania ujawniły, że Gromada Ula jest domem dla wielu gwiazd, które podważają obecne teorie ewolucji rotacyjnej, jednym z najbardziej ekscytujących odkryć zespołu Kao było ustalenie, że pola magnetyczne tych gwiazd mogą być niezwykłe — znacznie silniejsze niż przewidują obecne modele.

„Obserwacja związku między wzmocnieniem magnetycznym a anomaliami rotacyjnymi była niesamowicie ekscytująca” – powiedział Cao. „Sugeruje to, że w grę może wchodzić jakaś interesująca fizyka”. Zespół postawił również hipotezę, że proces synchronizacji jądra i otoczki gwiazdy może indukować magnetyzm obecny w tych gwiazdach, który miałby zupełnie inne pochodzenie niż ten obserwowany na Słońcu.

„Znaleźliśmy dowody na to, że istnieje inny rodzaj mechanizmu napędzającego dynamo, który napędza magnetyzm tych gwiazd” – powiedział Kao. „Ta praca pokazuje, że fizyka gwiazd może mieć zaskakujące implikacje dla innych dziedzin”.

Według badań odkrycia te mają ważne implikacje dla naszego rozumienia astrofizyki, szczególnie w poszukiwaniu życia na innych planetach. „Gwiazdy, które doświadczają tego zwiększonego magnetyzmu, częściej uderzają w swoje planety wysokoenergetycznym promieniowaniem” – powiedział Cao. „Oczekuje się, że efekt ten utrzyma się na niektórych gwiazdach przez miliardy lat, dlatego ważne jest, aby zrozumieć, jaki może mieć wpływ na nasze wyobrażenia o zamieszkiwaniu”.

Ale te odkrycia nie powinny zniechęcać do poszukiwania pozaziemskiej obecności. Dzięki dalszym badaniom odkrycie zespołu może pomóc w zdobyciu większej ilości informacji o tym, gdzie szukać układów planetarnych zdolnych do życia. Ale tutaj, na Ziemi, Kao wierzy, że odkrycia jej zespołu mogą doprowadzić do lepszych symulacji i teoretycznych modeli ewolucji gwiazd.

„Następną rzeczą do zrobienia jest sprawdzenie, czy wzmocniony magnetyzm występuje na znacznie większą skalę” – powiedział Cao. „Jeśli uda nam się zrozumieć, co dzieje się we wnętrzach tych gwiazd, gdy eksperymentują z magnetyzmem wzmocnionym przez ścinanie, poprowadzi to naukę w nowym kierunku”.