Magnetiske felter involveret i stjernernes mystiske midtlivskrise

Midaldrende stjerner kan opleve deres egen form for midtlivskrise, oplever dramatiske brud i deres aktivitet og rotationshastigheder på omtrent samme alder som vores sol, ifølge ny forskning offentliggjort i dag i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society:Breve . Undersøgelsen giver et nyt teoretisk grundlag for den uforklarlige nedbrydning af etablerede teknikker til måling af stjerners alder over middelalderen, og overgangen af ​​sollignende stjerner til en magnetisk inaktiv fremtid.

Astronomer har længe vidst, at stjerner oplever en proces kendt som "magnetisk bremsning":en konstant strøm af ladede partikler, kendt som solvinden, flygter fra stjernen over tid, bortføre små mængder af stjernens vinkelmomentum. Dette langsomme dræn får stjerner som vores sol til gradvist at bremse deres rotation over milliarder af år.

På tur, den langsommere rotation fører til ændrede magnetfelter og mindre stjerneaktivitet - antallet af solpletter, blusser, udbrud, og lignende fænomener i stjerners atmosfærer, som er uløseligt forbundet med styrken af ​​deres magnetiske felter.

Dette fald i aktivitet og rotationshastighed over tid forventes at være jævnt og forudsigeligt på grund af det gradvise tab af vinkelmomentum. Ideen fødte værktøjet kendt som "stjernegyrokronologi, ", som er blevet meget brugt i løbet af de sidste to årtier til at estimere en stjernes alder ud fra dens rotationsperiode.

Nylige observationer tyder dog på, at dette intime forhold bryder sammen omkring middelalderen. Det nye værk, udført af Bindesh Tripathi, Prof. Dibyendu Nandy, og prof. Soumitro Banerjee ved Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata, Indien, giver en ny forklaring på denne mystiske lidelse.

Ved at bruge dynamomodeller af magnetfeltgenerering i stjerner, holdet viser, at ved omkring Solens alder bliver stjernernes magnetfeltgenereringsmekanisme pludselig underkritisk eller mindre effektiv. Dette tillader stjerner at eksistere i to forskellige aktivitetstilstande - en lavaktivitetstilstand og en aktiv tilstand. En midaldrende stjerne som Solen kan ofte skifte til lavaktivitetstilstand, hvilket resulterer i drastisk reduceret vinkelmomentumtab af magnetiserede stjernevinde.

Prof. Nandy kommenterer:"Denne hypotese om subkritiske magnetiske dynamoer af sollignende stjerner giver en selvkonsistent, samlende fysisk grundlag for en mangfoldighed af solstjerne-fænomener, som hvorfor stjerner ud over deres midtliv ikke snurrer ned så hurtigt som i deres ungdom, sammenbrud af stjerners gyrokronologiske relationer, og nylige resultater, der tyder på, at Solen kan være på vej til en magnetisk inaktiv fremtid."

Det nye værk giver nøgleindsigt i eksistensen af ​​episoder med lav aktivitet i solens nyere historie kendt som grand minima - når der næsten ikke ses nogen solpletter. Den bedst kendte af disse er måske Maunder Minimum omkring 1645 til 1715, da der blev observeret meget få solpletter.

Holdet håber, at det også vil kaste lys over nylige observationer, der indikerer, at Solen er forholdsvis inaktiv, med afgørende konsekvenser for den potentielle langsigtede fremtid for vores egen stjernenabo.