Juli 16, 2024

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Astronomen entdecken verblüffende Beweise für eine „ungewöhnliche“ Sternentwicklung

Astronomen entdecken verblüffende Beweise für eine „ungewöhnliche“ Sternentwicklung

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Bildnachweis: Drew Evans/NASA

Astronomen haben Beweise dafür gefunden, dass einige Sterne über unerwartet starke Oberflächenmagnetfelder verfügen, ein Befund, der aktuelle Modelle ihrer Entwicklung in Frage stellt.

Bei Sternen wie unserer Sonne ist der Oberflächenmagnetismus mit der Sternrotation verbunden, ein Prozess, der dem Innenleben einer Taschenlampe ähnelt. Starke Magnetfelder treten in den Kernen magnetischer Sonnenfleckenregionen auf und verursachen eine Vielzahl von Weltraumwetterphänomenen. 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 zu idealen Wirtssternen für die Bewohnbarkeit macht. Planeten.

In einer neuen Studie, die heute veröffentlicht wurde Astrophysikalische TagebuchbriefeForscher der Ohio State University argumentieren, dass ein neuer interner Mechanismus namens Mantel-Kern-Trennung – wenn die Oberfläche und der Kern eines Sterns mit der gleichen Geschwindigkeit zu rotieren beginnen und dann auseinanderdriften – für die Verstärkung der Magnetfelder auf kühlen Sternen verantwortlich sein könnte, ein Prozess, der dazu führen kann verstärken ihre Strahlung über Milliarden von Jahren und beeinträchtigen die Bewohnbarkeit nahegelegener Exoplaneten.

Möglich wird die Forschung durch eine Technik, die Anfang des Jahres von Lera Kao, Hauptautorin der Studie und Doktorandin der Astronomie an der Ohio State, und Co-Autor Marc Pinsonault, Professor für Astronomie an der Ohio State, entwickelt wurde, um Messungen vorzunehmen und zu beschreiben die Sterne und das Magnetfeld.

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

Jahrzehntelang wurde angenommen, dass die physikalischen Prozesse masseärmerer Sterne denen von Sonnensternen folgen. Da Sterne bei ihrer Abwärtsdrehung allmählich an Drehimpuls verlieren, können Astronomen die Sterndrehungen als Werkzeug nutzen, um die Natur der physikalischen Prozesse eines Sterns und seine Wechselwirkungen mit seinen Begleitern und seiner Umgebung zu verstehen. Kao sagte jedoch, dass es Zeiten gibt, in denen die Rotationsuhr des Sterns scheinbar stehen bleibt.

Nutzung öffentlicher Daten von Sloan Digital Sky Survey Um eine Stichprobe von 136 Sternen zu untersuchen M44einem Sternenbett, das auch als Praesepe oder Bienenstockhaufen bekannt ist, fand das Team heraus, dass die Magnetfelder massearmer Sterne in der Region viel stärker zu sein scheinen, als aktuelle Modelle erklären können.

Während frühere Forschungen gezeigt haben, dass der Beehive Cluster viele Sterne beherbergt, die aktuelle Theorien der Rotationsentwicklung in Frage stellen, war eine der aufregendsten Entdeckungen von Kaos Team die Feststellung, dass die Magnetfelder dieser Sterne ungewöhnlich sein könnten – viel stärker als aktuelle Modelle vorhersagen.

„Es war unglaublich aufregend, einen Zusammenhang zwischen magnetischer Verstärkung und Rotationsanomalien zu sehen“, sagte Cao. „Es deutet darauf hin, dass hier möglicherweise eine interessante Physik im Spiel ist.“ Das Team stellte außerdem die Hypothese auf, dass der Prozess der Synchronisierung von Kern und Hülle des Sterns in diesen Sternen vorhandene Magnetismen induzieren könnte, die einen ganz anderen Ursprung haben als die auf der Sonne beobachteten.

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„Wir haben Beweise dafür gefunden, dass es einen anderen Dynamomechanismus gibt, der den Magnetismus dieser Sterne antreibt“, sagte Kao. „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 bei der Suche nach Leben auf anderen Planeten. „Sterne, die diesen verstärkten Magnetismus erfahren, treffen ihre Planeten eher mit energiereicher Strahlung“, sagte Cao. „Es wird erwartet, dass dieser Effekt bei einigen Sternen Milliarden von Jahren anhält. Daher ist es wichtig zu verstehen, welche Auswirkungen er auf unsere Vorstellungen von der Bewohnbarkeit haben könnte.“

Diese Erkenntnisse sollten jedoch nicht von der Suche nach einer außerirdischen Präsenz abschrecken. Mit weiteren Forschungen könnte die Entdeckung des Teams dazu beitragen, mehr Informationen darüber zu liefern, wo nach Planetensystemen gesucht werden kann, die Leben beherbergen können. Aber hier auf der Erde glaubt Kao, dass die Entdeckungen ihres Teams zu besseren Simulationen und theoretischen Modellen der Sternentwicklung führen könnten.

„Als nächstes muss überprüft werden, ob der verstärkte Magnetismus in viel größerem Maßstab auftritt“, sagte Cao. „Wenn wir verstehen können, was im Inneren dieser Sterne vor sich geht, während sie mit scherverstärktem Magnetismus experimentieren, wird dies die Wissenschaft in eine neue Richtung führen.“

Mehr Informationen:
Lyra Cao et al., Core radial shear dynamo-driven Envelope Separation Drivers in Cool Stars, Astrophysikalische Tagebuchbriefe (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acd780

Zeitschrifteninformationen:
Astrophysikalische Tagebuchbriefe