“لکه‌های ستاره‌ای” می‌تواند درک ما از مناطق قابل سکونت را بهبود بخشد!!

لکه‌های ستاره‌ای پدیده‌های ستاره‌ای هستند که به قیاس با لکه‌های خورشیدی به این اسم نامیده می‌شوند. لکه‌هایی به کوچکی لکه‌های خورشیدی روی ستارگان دیگر شناسایی نشده‌اند، زیرا می‌توانند نوسانات کوچک غیرقابل تشخیصی در روشنایی ایجاد کنند. لکه‌های ستاره‌ای که معمولاً مشاهده می‌شوند، به طور کلی بسیار بزرگ‌تر از لکه‌های روی خورشید هستند: تا حدود 30 درصد از سطح ستاره ممکن است پوشیده باشد که مربوط به لکه‌هایی است که 100 برابر بزرگ‌تر از لکه‌های روی خورشید است.

اولین مطالعه برای اندازه‌گیری “لکه” ستاره‌ها می‌تواند به نظریه‌های بهتری در مورد مغناطیس ستاره‌ای منجر شود.

در 8 اکتبر 2014، مناطق فعال روی خورشید روشنتر به نظر می‌رسند، زیرا این مناطق نور و انرژی بیشتری ساطع می‌کنند  (اعتبار تصویر: NASA/GSFC/SDO)

اخترشناسان تکنیک جدیدی را برای شناسایی “لکه‌های ستاره‌ای” توسعه داده‌اند (مناطق خنک و تاریک ستارگان شبیه به لکه‌های خورشیدی روی ستاره ما، خورشید).

اعتقاد بر این است که این نواحی زمانی روی سطوح ستارگان تشکیل می‌شوند که میدان‌های مغناطیسی قوی درهم می‌پیچند و کوبیدن پلاسما را سرکوب می‌کنند و بنابراین مانع از خروج نور از آن ناحیه از ستاره می‌شوند.

این تحقیق می‌تواند روشن کند که چرا برخی از ستارگان بسیار فعال هستند و در نهایت می‌تواند به اخترشناسان کمک کند تا مناطق قابل سکونت ستارگان را بهتر تعریف کنند، مناطقی در اطراف ستارگان که در آن سیارات می‌توانند آب مایع را در سطوح خود نگه دارند و بنابراین پتانسیل حمایت از حیات را دارند.

لیرا کائو، ستاره‌شناس دانشگاه ایالتی اوهایو و نویسنده اصلی این تحقیق، در بیانیه‌ای گفت: “مطالعه ما اولین مطالعه‌ای است که به طور دقیق لکه‌ای ستارگان را مشخص می‌کند و از آن برای آزمایش مستقیم نظریه‌های مغناطیس ستاره‌ای استفاده می‌کنند. این تکنیک به قدری دقیق و کاربردی است که می‌تواند به یک ابزار جدید قدرتمند در مطالعه فیزیک ستارگان تبدیل شود.

این تکنیک به کائو و همکارانش اجازه می‌دهد تا فهرستی از اندازه‌گیری‌های لکه ستاره و میدان مغناطیسی برای بیش از 700000 ستاره ایجاد کنند. این کاتالوگ که به زودی منتشر می‌شود، تعداد داده‌های موجود در مورد «لکه‌نگری» ستاره‌ها را هزاران افزایش می‌دهد.

کائو با تجزیه و تحلیل طیفهای مادون قرمز با وضوح بالا از Sloan Digital Sky Survey و سپس استفاده از آن برای شناسایی لکه‌های ستاره‌ای برای 240 ستاره از دو خوشه ستاره‌ای باز Pleiades و M67، تکنیک جدید را توسعه داد. این امر به آنها اجازه داد تا اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری از لکه‌های ستارگان به دست آورند و دسته جدیدی از داده‌ها را به دست آورند که می‌تواند مطالعه میدان‌های مغناطیسی ستاره‌ای را هدایت کند.

از زمان کشف لکه‌های خورشیدی در دهه 1600، ستاره‌شناسان عمدتاً مغناطیس ستارگان را به طور غیرمستقیم با نگاه کردن به ستارگان از طریق فیلترهای مختلف یا با تشخیص لکه های ستاره‌ای در منحنی نور یک ستاره مطالعه کردند. اما در حال حاضر، تکنیک جدید به آنها اجازه می‌دهد تا این پدیده را به طور مستقیم‌تری مطالعه کنند.

دو گروه اصلی لکه‌های خورشیدی در این تصویر که توسط شنول شانلی ایجاد شده است، بین 2 تا 27 دسامبر 2022 روی سطح خورشید ردیابی شدند. (اعتبار تصویر: شنول شانلی)

کائو گفت: در این طیف، یک جزء خنک‌تر مربوط به نقطه ستاره‌ای وجود داشت که فقط در مادون قرمز قابل مشاهده بود.

علاوه بر این، از آنجایی که ستارگان جوان‌تر را می‌توان با لکه‌های ستاره‌ای بسیار گسترده‌تر پوشاند – گاهی اوقات تا 80 درصد، که آنها را «لکه‌های بیشتری نسبت به ستاره» می‌سازد – کائو متوجه شد که این مناطق عظیم و خنک می‌توانند نور کافی را مسدود کنند تا تأثیر قابل‌اندازه‌گیری روی ستارگان داشته باشند و از آنجایی که نور مسدود شده باید در نقطه‌ای بگریزد، ستارگان بسیار لکه‌دار با تورم و سرد شدن جبران می‌کنند و در نتیجه سطح ستاره‌ای را گسترش می‌دهد که نور می‌تواند از آن فرار کند.

روشی که توسط این تیم پیشگام شد می‌تواند به بهبود استفاده اخترشناسان از پارامترهای ستاره‌ای برای درک همسایگی‌های اطراف ستارگان، از جمله مناطق قابل سکونت ستارگان کمک کند، که در آن دماها برای امکان وجود آب مایع بهینه است.

روش جدید همچنین می‌تواند به اندازه‌گیری دقیق‌تری از اندازه ستاره‌ها منجر شود. از نظر تاریخی، اخترشناسان اندازه یک ستاره را با اندازه‌گیری دمای آن تخمین زده‌اند و این اندازه‌گیری می‌تواند صدها درجه کاهش یابد – به این معنی که شعاع ستاره کوچک‌تر از چیزی است که در واقع است.

کائو می‌گوید: «وقتی این اتفاق می‌افتد، تغییرات بزرگی را در ساختار ستارگان مشاهده می‌کنید که می‌تواند اندازه‌گیری‌های مهم نجومی را نیز از بین ببرد.»

یافته‌های جدید همچنین می‌تواند به توضیح دسته‌ای از ستارگان موجود در خوشه Pleiades، که هفت خواهران نیز نامیده می‌شوند، کمک کند، که در حدود ۴۴۴ سال نوری از زمین قرار دارد. به نظر می‌رسد این خوشه بیش از حد فعال است که نمی‌توان آن را با مدل‌های ستاره‌ای موجود توضیح داد. کائو گفت که این ستارگان مملو از لکه‌های ستاره‌ای و بسیار مغناطیسی هستند، اما با پرتوهای فرابنفش و پرتو ایکس پرانرژی نیز می ترکند.

این تکنیک علاوه بر پرتاب نور بر روی این ستارگان غیرعادی فعال، می‌تواند به ستاره شناسان کمک کند تا بفهمند چرا ستارگان کم جرم نیز بسیار فعال هستند.

کائو در پایان می‌گوید: «ما می‌توانیم مستقیماً تکامل مغناطیس ستاره‌ای را در صدها هزار ستاره با این مجموعه داده جدید مطالعه کنیم، بنابراین انتظار داریم این به توسعه بینش‌های کلیدی در درک ما از ستاره‌ها و سیارات کمک کند.»

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

‘Starspots’ could improve our understanding of habitable zones

By Robert Lea

https://www.space.com/starspots-habitable-zones