Videnskaben om spin - asteroseismologer bekræfter, at ældre stjerner roterer hurtigere end forventet

Stjerner spinner hurtigere end forventet, når de ældes ifølge en ny undersøgelse ledet af forskere ved University of Birmingham, som bruger asteroseismologi til at kaste nyt lys over denne nye teori.

Alle stjerner, som solen, er født spinning. Når de bliver ældre, deres spin bliver langsommere på grund af magnetiske vinde i en proces, der kaldes 'magnetisk bremsning'. Forskning offentliggjort i 2016 af forskere ved Carnegie Observatories leverede de første hints om, at stjerner på et lignende tidspunkt i livet som Solen snurrede hurtigere, end teorier om magnetisk bremsning forudsagde. Resultaterne fra denne undersøgelse var baseret på en metode, hvor forskere lokaliserer mørke pletter på overfladen af ​​stjerner og sporer dem, mens de bevæger sig med stjernernes spin. Mens metoden har vist sig robust til at måle spin i yngre stjerner, imidlertid, ældre stjerner har færre stjernepletter, hvilket har gjort virkningerne af denne "svækkede" magnetiske bremsning på disse stjerner svære at bekræfte.

I en ny undersøgelse, udgivet i Natur astronomi, forskere ved University of Birmingham brugte en anden tilgang til at bekræfte, at ældre stjerner gør, faktisk, ser ud til at rotere hurtigere end forventet. Holdet brugte asteroseismologi til at beregne, hvordan stjernen roterer. Dette relativt nye studieområde gør det muligt for forskere at måle svingningerne forårsaget af lydbølger fanget inde i stjernen. Ved at måle de forskellige karakteristika af disse bølger, de kan afsløre forskellige karakteristika ved stjerner, såsom deres størrelse eller alder.

I dette studie, holdet målte tilstandene, eller frekvenserne, af lydbølgerne produceret af stjernens svingning. Mens stjernen snurrer, disse tilstande opdeles i forskellige frekvenser. Det kan man forestille sig, forfatterens sige, da lyden af ​​to ambulancer stod stille på en rundkørsel i forhold til når de kører i ring. Ved at måle disse frekvenser, det er muligt at beregne spin-hastigheden på en måde, der er mulig for både unge og gamle stjerner.

Hovedforfatter på papiret, Dr. Oliver Hall, sagde:"Selvom vi i nogen tid har haft mistanke om, at ældre stjerner roterer hurtigere, end teorier om magnetbremse forudsiger, disse nye asteroseismiske data er de mest overbevisende, der endnu har vist, at denne 'svækkede magnetiske bremsning' faktisk er tilfældet. Modeller baseret på unge stjerner tyder på, at ændringen i en stjernes spin er konsistent gennem hele deres levetid, hvilket er anderledes end det, vi ser i disse nye data."

Et aspekt, som forskerne mener, kan være nøglen til ændringen i momentumtab, er ændringer i stjernens magnetfelt. At forstå, hvordan magnetfeltet interagerer med rotation, vil være et vigtigt område for fremtidig undersøgelse, og der arbejdes på af forfattere på papiret.

Resultaterne kan også kaste lys over vores egen stjernes aktivitet over de næste flere milliarder år, forklarer medforfatter Dr. Guy Davies:"Disse nye resultater viser, at vi stadig har meget at lære om fremtiden for vores egen sol såvel som andre stjerner. Dette arbejde hjælper med at sætte i perspektiv, om vi kan forvente reduceret solaktivitet eller ej og skadeligt rumvejr i fremtiden. For at besvare disse spørgsmål har vi brug for bedre modeller for solrotation, og dette arbejde tager et vigtigt skridt i retning af at forbedre modellerne og levere de nødvendige data til at teste dem."