ستاره‌های “سرد” ممکن است چندان هم منحصر به فرد نباشند!!
دانشمندان دانشگاه رایس نشان داده‌اند که ستارگان “سرد” مانند خورشید رفتارهای پویای سطحی دارند که بر محیطهای پرانرژی و مغناطیسی آنها تأثیر می‌گذارد. فعالیت مغناطیسی ستاره‌ای برای تعیین اینکه آیا یک ستاره می‌تواند میزبان سیاره‌هایی باشد که حیات را پشتیبانی می‌کنند، کلیدی است. اعتبار: ناسا
به گفته محققان دانشگاه رایس، ستارگان پراکنده در سراسر کیهان متفاوت به نظر می‌رسند، اما ممکن است بیشتر از آنچه تصور می‌شد شبیه هم باشند.
مدل‌سازی جدید دانشمندان رایس نشان می‌دهد که ستارگان “سرد” مانند خورشید رفتارهای پویای سطحی را تحت تأثیر قرار می‌دهند که بر محیطهای پر انرژی و مغناطیسی آنها تأثیر می‌گذارد. این فعالیت مغناطیسی ستاره‌ای کلیدی برای این امر است که آیا یک ستاره خاص میزبان سیاره‌هایی است که می‌توانند حیات را پشتیبانی کنند.
اثر محقق پسادکتری رایس آلیسون فاریش و اخترفیزیکدان دیوید الکساندر و کریستوفر جان کرول در یک مطالعه منتشر شده در مجله Astrophysical ظاهر شده است. این تحقیقات چرخش ستاره‌های سرد را با رفتار شار مغناطیسی سطح آنها مرتبط می‌کند که به نوبه خود درخشندگی اشعه ایکس تاج ستاره را هدایت می‌کند، به گونه‌ای که می‌تواند به پیش‌بینی تأثیر فعالیت مغناطیسی بر هر سیاره فراخورشیدی در سیستم آنها کمک کند.
این مطالعه به دنبال مطالعه دیگری به رهبری فاریش و اسکندر انجام شد که نشان داد “آب و هوا”ی فضایی یک ستاره ممکن است سیارات واقع در “منطقه گلدیلاکس” را غیرقابل سکونت کند.
فاریش می‌گوید: “همه ستارگان در طول عمر خود با چرخش زاویه‌ای به دور خود می‌چرخند و در نتیجه فعالیت آنها کمتر می‌شود.” “ما فکر می‌کنیم خورشید در گذشته فعال‌تر بود و ممکن بود بر شیمی جوی اولیه زمین تأثیر بگذارد. بنابراین فکر کردن در مورد اینکه چگونه انتشار انرژی بیشتر از ستارگان در بازه‌های زمانی طولانی تغییر می‌کند برای مطالعات فراخورشیدی بسیار مهم است.”
جان کرول می‌گوید: “به طور کلی، ما از مدل‌هایی استفاده می‌کنیم که برای خورشید ساخته شده‌اند و می‌بینیم که چگونه با ستارگان سازگار هستند.”
محققان براساس داده‌های محدود موجود، مدل‌سازی ستارگان دور را در نظر گرفتند. چرخش و شار برخی از ستارگان به همراه طبقه‌بندی آنها – انواع F ، G ، K و M – تعیین شده است که اطلاعاتی در مورد اندازه و دمای آنها ارائه می‌دهد.
آنها خواص خورشید، ستاره‌ای از نوع G را از طریق عدد روسبی خود، (عدد روسبی یک عدد بدون بعد می‌باشد که برای توصیف رفتار سیال به کار می‌رود) اندازه‌گیری فعالیت ستارگان که سرعت چرخش آن را با جریانهای سیال زیر سطحی ترکیب می‌کند که بر توزیع شار مغناطیسی بر سطح یک ستاره تأثیر می‌گذارند. مدلهای آنها نشان می‌دهد که “آب و هوای فضایی” هر ستاره تقریباً یکسان عمل می‌کند و بر شرایط سیارات مربوطه تأثیر می‌گذارد.
الکساندر می‌گوید: “این مطالعه نشان می‌دهد که ستارگان – حداقل ستاره‌های سرد – چندان بی‌شباهت به یکدیگر نیستند.” “از دیدگاه ما، مدل آلیسون را می‌توان بدون ترس و احترام مورد استفاده قرار داد، هنگامی که ما به سیارات فراخورشیدی در اطراف ستاره‌های M یا F یا K و البته مانند دیگر ستاره‌های G نگاه می‌کنیم.
وی گفت: “این همچنین برای فیزیک ستاره‌ای بسیار جالب‌تر نشان می‌دهد که فرآیند ایجاد میدان مغناطیسی ممکن است در همه ستارگان سرد کاملاً مشابه باشد. این کمی تعجب‌آور است.” این ستاره‌ها می‌تواند شامل ستارگانی باشد که بر خلاف خورشید، تا مرکز خود همرفت هستند.
جانز کرال گفت: “همه ستارگان مانند خورشید هیدروژن و هلیوم را در هسته خود ترکیب می‌کنند و این انرژی ابتدا در تابش فوتون‌ها به سمت سطح منتقل می‌شود.” ماده داغ از پایین حرکت می‌کند، انرژی تابش می‌کند و ماده سردتر دوباره به پایین می‌افتد.
او می‌گوید: “اما ستاره‌هایی با کمتر از یک سوم جرم خورشید دارای منطقه تابشی نیستند، آنها در همه جا همرفت هستند.” “بسیاری از ایده‌ها در مورد چگونگی ایجاد میدان مغناطیسی توسط ستاره‌ها متکی به وجود مرز بین مناطق تابشی و همرفت هستند، بنابراین شما انتظار دارید که ستاره‌هایی که این مرز را ندارند متفاوت رفتار کنند. این مقاله نشان می‌دهد که از جهات مختلف، آنها درست مانند خورشید رفتار می‌کنند”.
فاریش که به تازگی دکترای خود را در رایس اخذ کرده است و به زودی یک کار تحقیقاتی پسادکتری را در مرکز پرواز فضایی گوددارد ناسا آغاز می‌کند، خاطرنشان کرد که این مدل فقط برای ستارگان اشباع نشده کاربرد دارد.
فاریش می‌گوید: “فعال‌ترین ستاره‌های مغناطیسی ستاره‌هایی هستند که ما آنها را” اشباع “می‌نامیم. “در یک نقطه خاص، افزایش فعالیت مغناطیسی متوقف می‌شود که نشان دهنده افزایش مرتبط با تابش اشعه ایکس با انرژی بالا است. دلیل اینکه مغناطیس بیشتر روی سطح ستاره به شما انتشار بیشتری نمی‌دهد، هنوز یک راز است.
او گفت: “برعکس، خورشید در حالت اشباع نشده است، جایی که ما بین فعالیت مغناطیسی و انتشار انرژی مشاهده می‌کنیم.” “این حالت در سطح فعالیت متوسط‌تری اتفاق می‌افتد و این ستارگان مورد توجه هستند زیرا ممکن است محیط مهمان‌نوازتری را برای سیارات فراهم کنند.”
الکساندر می‌گوید: “نتیجه نهایی مشاهداتی است که شامل چهار نوع طیفی شامل ستارگان به طور کامل و تا حدی جابجایی است و می‌تواند به طور معقول با مدل تولید شده از خورشید به خوبی نشان داده شود.” “این ایده را تقویت می‌کند که اگرچه ستاره‌ای که 30 برابر بیشتر از خورشید فعال است ممکن است یک ستاره کلاس G نباشد، اما هنوز با تجزیه و تحلیل‌هایی که آلیسون انجام داده است ثبت می‌شود.”
وی گفت: “ما هیچ ستاره یا سیستم خاصی را شبیه‌سازی نمی‌کنیم.” “ما می‌گوییم که از نظر آماری، رفتار مغناطیسی یک ستاره معمولی M با عدد معمولی روسبی به شیوه‌ای مشابه خورشید رفتار می‌کند که به ما امکان می‌دهد تاثیر بالقوه آن را بر سیاراتش ارزیابی کنیم.”
جانز کرال گفت که این مدل هنوز از جهات مختلف مفید خواهد بود. او می‌گوید: “یکی از زمینه‌های مورد علاقه من مطالعه ستارگان بسیار جوان است که بسیاری از آنها مانند ستاره‌های کم جرم، کاملا همرفت هستند.” “بسیاری از آنها دارای مواد دیسک در اطراف خود هستند و هنوز در حال شکل‌گیری سیاره هستند. ما فکر می‌کنیم که چگونه آنها توسط میدان مغناطیسی ستاره ای برهم‌کنش می‌کنند.
“بنابراین، از مدل‌سازی آلیسون می‌توان برای اطلاع از ساختار مقیاس بزرگ ستارگان بسیار مغناطیسی استفاده کرد و این امر به ما این امکان را می‌دهد تا برخی از ایده‌ها را در مورد نحوه تعامل این ستاره‌های جوان و دیسک‌های آنها آزمایش کنیم.”
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
‘Cool’ stars may not be so unique
by Rice University
https://phys.org/news/2021-08-cool-stars-unique.html