Astronomen volgen de evolutie van röntgenactiviteit in jonge zonachtige sterren
Astronomen hebben met behulp van de Chandra röntgentelescoop en de Gaia-satelliet een steekproef van 6003 sterren in 10 verschillende open sterrenhopen met een leeftijd van 7 – 25 miljoen jaar bestudeerd. Hun doel was om te leren hoe de magnetische activiteitsniveaus van sterren zoals onze Zon veranderen gedurende de eerste tientallen miljoenen jaren nadat ze zijn ontstaan.
Astronoom Konstantin Getman en zijn collega’s van de Penn State University combineerden de Chandra-gegevens over de activiteit van de sterren met gegevens van de Gaia-satelliet om te bepalen welke sterren zich in de open sterrenhopen bevinden en welke op de voor- of achtergrond.
Ze combineerden hun resultaten voor de open sterrenhopen met eerder gepubliceerde Chandra-studies van sterren van slechts 500.000 jaar oud.
Ze ontdekten dat de röntgenhelderheid van jonge, zonachtige sterren gedurende de eerste paar miljoen jaar ongeveer constant is en vervolgens vervaagt van 7 tot 25 miljoen jaar oud.
Om deze afname in activiteit te verklaren gebruikten ze de kennis van astronomen van het binnenste van de Zon en zonachtige sterren.
Magnetische velden in dergelijke sterren worden opgewekt door een dynamo, een proces waarbij zowel de rotatie van de ster als convectie zijn betrokken, het opstijgen en dalen van gas in het binnenste van de ster.
Volgens het team worden de dynamo’s van zonachtige sterren veel minder efficiënt omdat hun convectiezones kleiner worden naarmate ze ouder worden.
Voor sterren met een massa kleiner dan die van de Zon is dit een relatief geleidelijk proces. Bij massievere sterren sterft een dynamo uit doordat de convectiezone van de sterren verdwijnt.
De activiteit van een ster heeft invloed op de ontstaansprocessen van planeten in de schijf van gas en stof die alle ontluikende sterren omringt.
De meest onstuimige, magnetisch actieve jonge sterren ruimen hun schijven snel op waardoor de groei van planeten wordt gestopt.
Deze activiteit, gemeten in röntgenstralen, heeft ook invloed op de potentiële bewoonbaarheid van de planeten die tevoorschijn komen nadat de schijf is verdwenen.
Als een ster extreem actief is, voorspellen wetenschappers dat hij planeten in zijn systeem zal vernietigen met energetische röntgenstralen en ultraviolet licht.
In sommige gevallen kan dit hoogenergetische spervuur ervoor zorgen dat een rotsachtige planeet ter grootte van de Aarde binnen een paar miljoen jaar door verdamping veel van zijn oorspronkelijke, waterstofrijke atmosfeer verliest.
Het kan ook een koolstofdioxiderijke atmosfeer verwijderen die zich later vormt, tenzij deze wordt beschermd door een magnetisch veld.
“Met behulp van nieuwe Chandra-waarnemingen van 6003 stellaire leden van 10 open clusters met een leeftijd van 7 – 25 miljoen jaar hebben we de karakterisering van magnetische activiteit voort de late pre-main-sequence (I-PMS) fase van stellaire evolutie verbeterd”, aldus de astronomen.
“Naast het kwantificeren van de evolutie van röntgenactiviteit in jonge sterren voor een reeks stellaire massa’s, geven de resultaten ook inzicht in twee astrofysische problemen: de reactie van magnetische dynamoprocessen op snelle I-PMS-veranderingen in de interne structuur en de effecten van hoogenergetische straling op protoplanetaire schijven en oorspronkelijke planetaire atmosferen.”
De bevindingen werden in de Astrophysical Journal gepubliceerd.
Artikel: Konstantin V. Getman et al. 2022. Evolution of X-Ray Activity in <25 Myr Old Pre-main Sequence Stars. ApJ 935, 43; doi: 10.3847/1538-4357/ac7c69
Eerste publicatie: 27 december 2022
Bron: sci-news
