Astronomen entdecken eindrucksvolle Beweise für eine „ungewöhnliche“ Sternentwicklung

Astronomen haben Beweise dafür gefunden, dass einige Sterne über unerwartet starke Oberflächenmagnetfelder verfügen, eine Entdeckung, die aktuelle Modelle ihrer Entwicklung in Frage stellt.

Bei Sternen wie unserer Sonne ist der Oberflächenmagnetismus mit dem Sternspin verbunden, ein Prozess, der dem Innenleben einer handgekurbelten Taschenlampe ähnelt. In den Herzen magnetischer Sonnenfleckenregionen sind starke Magnetfelder zu beobachten, die eine Vielzahl von Weltraumwetterphänomenen verursachen. Bisher ging man davon aus, dass massearme Sterne – Himmelskörper mit geringerer Masse als unsere Sonne, die entweder sehr schnell oder relativ langsam rotieren können – eine sehr geringe magnetische Aktivität aufweisen, eine Annahme, die sie als ideale Wirtssterne für potenziell bewohnbare Sterne prädestiniert Planeten.

In einer neuen Studie, die heute veröffentlicht wurde Die astrophysikalischen TagebuchbriefeForscher der Ohio State University argumentieren, dass ein neuer interner Mechanismus namens Kern-Hüllkurven-Entkopplung – wenn sich die Oberfläche und der Kern des Sterns mit der gleichen Geschwindigkeit zu drehen beginnen und dann auseinanderdriften – für die Verstärkung der Magnetfelder auf kühlen Sternen verantwortlich sein könnte. Ein Prozess, der ihre Strahlung über Milliarden von Jahren verstärken und die Bewohnbarkeit ihrer nahegelegenen Exoplaneten beeinträchtigen könnte.

Möglich wurde die Forschung durch eine Technik, die Lyra Cao, Hauptautorin der Studie und Doktorandin der Astronomie an der Ohio State, und Co-Autor Marc Pinsonneault, Professor für Astronomie an der Ohio State, Anfang des Jahres entwickelt hatten charakterisieren Sternfleck- und Magnetfeldmessungen.

Obwohl massearme Sterne die häufigsten Sterne in der Milchstraße sind und häufig Exoplaneten beherbergen, wissen Wissenschaftler vergleichsweise wenig über sie, sagte Cao.

Jahrzehntelang wurde angenommen, dass die physikalischen Prozesse von Sternen mit geringerer Masse denen von sonnenähnlichen Sternen folgten. Da Sterne beim Herunterdrehen allmählich ihren Drehimpuls verlieren, können Astronomen Sterndrehungen nutzen, um die Natur der physikalischen Prozesse eines Sterns zu verstehen und zu verstehen, wie er mit seinen Begleitern und seiner Umgebung interagiert. Es gebe jedoch Zeiten, in denen die Rotationsuhr des Sterns scheinbar stehenbleibe, sagte Cao.

Verwendung öffentlicher Daten aus dem Sloan Digital Sky Survey um eine Stichprobe von 136 Sternen zu untersuchen M44Das Team fand heraus, dass die Magnetfelder der massearmen Sterne in der Region viel stärker zu sein schienen, als aktuelle Modelle erklären könnten.

Während frühere Untersuchungen ergaben, dass im Beehive-Cluster viele Sterne beheimatet sind, die sich den aktuellen Theorien der Rotationsentwicklung widersetzen, stellte eine der aufregendsten Entdeckungen von Caos Team fest, dass die Magnetfelder dieser Sterne möglicherweise genauso ungewöhnlich sind – viel stärker als von aktuellen Modellen vorhergesagt.

„Es war unglaublich spannend, einen Zusammenhang zwischen der magnetischen Verstärkung und Rotationsanomalien zu erkennen“, sagte Cao. „Das deutet darauf hin, dass hier möglicherweise eine interessante Physik im Spiel ist.“ Das Team stellte außerdem die Hypothese auf, dass der Prozess der Synchronisierung des Kerns und der Hülle eines Sterns einen Magnetismus in diesen Sternen induzieren könnte, der einen völlig anderen Ursprung hat als der auf der Sonne beobachtete.

„Wir finden Hinweise darauf, dass es einen anderen Dynamomechanismus gibt, der den Magnetismus dieser Sterne antreibt“, sagte Cao. „Diese Arbeit zeigt, dass die Sternphysik überraschende Auswirkungen auf andere Bereiche haben kann.“

Der Studie zufolge haben diese Erkenntnisse wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis der Astrophysik, insbesondere auf die Suche nach Leben auf anderen Planeten. „Sterne, die diesen verstärkten Magnetismus erfahren, werden ihre Planeten wahrscheinlich mit energiereicher Strahlung treffen“, sagte Cao. „Es wird vorhergesagt, dass dieser Effekt bei manchen Sternen Milliarden von Jahren anhält. Daher ist es wichtig zu verstehen, welche Auswirkungen er auf unsere Vorstellungen von Bewohnbarkeit haben könnte.“

Doch diese Erkenntnisse sollten die Suche nach einer außerplanetaren Existenz nicht bremsen. Mit weiteren Forschungen könnte die Entdeckung des Teams dazu beitragen, mehr Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wo nach Planetensystemen gesucht werden kann, die Leben beherbergen können. Aber hier auf der Erde glaubt Cao, dass die Entdeckungen ihres Teams zu besseren Simulationen und theoretischen Modellen der Sternentwicklung führen könnten.

„Als Nächstes muss überprüft werden, ob verstärkter Magnetismus in viel größerem Maßstab auftritt“, sagte Cao. „Wenn wir verstehen können, was im Inneren dieser Sterne vor sich geht, wenn sie dem durch Scherung verstärkten Magnetismus ausgesetzt sind, wird dies die Wissenschaft in eine neue Richtung führen.“