天文学家对年轻时的磁活跃恒星进行了迄今为止最广泛的研究。这为科学家提供了一个窗口,让他们了解来自像太阳这样但年轻数十亿年的恒星的X射线如何部分或完全蒸发围绕它们运行的​​行星的大气层。

天文学家对年轻恒星的磁活动进行了迄今为止最广泛的研究

许多恒星在“疏散星团”中开始它们的生命,“疏散星团”是松散堆积的恒星群,最多有几千颗恒星,它们大致同时形成。这使得疏散星团对于研究恒星和行星演化的天文学家来说很有价值,因为它们可以研究在相同环境中形成的许多相似年龄的恒星。

由宾夕法尼亚州立大学的康斯坦丁·格特曼(KonstantinGetman)领导的一组天文学家研究了10个不同疏散星团中6,000多颗恒星的样本,这些恒星的年龄在700万到2500万年之间。这项研究的目标之一是了解像我们的太阳这样的恒星在形成后的最初几千万年内的磁活动水平是如何变化的。Getman和他的同事使用NASA的钱德拉X射线天文台进行这项研究,因为与磁场相关的活动更多的恒星在X射线下更亮。

一篇描述该团队结果的论文发表在八月号的天体物理学杂志上,并可在线获取。该论文的共同作者是宾夕法尼亚州立大学的EricD.Feigelson和PatrickS.Broos,亨廷顿X射线天文学研究所的GordonP.Garmire,赫茨福德大学的MichaelA.Kuhn,Ludwig-Maximilians的ThomasPreibisch-Universitat和来自NASA戈达德太空飞行中心的VladimirS.Airapetian。

这张合成图像显示了其中一个星团NGC3293,它有1100万年的历史,位于距地球约8300光年的银河系中。该图像包含来自钱德拉(紫色)的X射线以及来自欧空局赫歇尔太空天文台(红色)的红外数据、来自美国宇航局退役的斯皮策太空望远镜(蓝色和白色)的长波红外数据以及来自MPG/ESO的光学数据ESO位于智利的拉西拉天文台的2.2米望远镜呈现红色、白色和蓝色。

研究人员将恒星活动的钱德拉数据与欧空局盖亚卫星的数据(新合成图像中未显示)结合起来,以确定哪些恒星位于疏散星团中,哪些位于前景或背景中。该团队确定了该集群的近千名成员。

他们将疏散星团的结果与之前发表的钱德拉研究相结合,研究对象年龄只有50万年。该团队发现,年轻的类太阳恒星的X射线亮度在最初几百万年内大致恒定,然后从7到2500万年逐渐减弱。对于更重的恒星,这种减少发生得更快。

为了解释这种活动的减少,格特曼的团队使用了天文学家对太阳内部和类太阳恒星的理解。这些恒星中的磁场是由发电机产生的,该过程涉及恒星的旋转以及对流,即恒星内部热气体的上升和下降。

在NGC3293时代左右,类太阳恒星的发电机效率变得低得多,因为它们的对流区随着年龄的增长而变小。对于质量小于太阳的恒星来说,这是一个相对渐进的过程。对于质量更大的恒星,发电机会因为恒星的对流区消失而消失。

恒星的活跃程度直接影响所有新生恒星周围气体和尘埃盘中行星的形成过程。最喧闹、磁场最活跃的年轻恒星会迅速清除它们的圆盘,从而停止行星的生长。

这种以X射线测量的活动也会影响圆盘消失后出现的行星的潜在宜居性。如果一颗恒星非常活跃,就像钱德拉数据中的许多NGC3293恒星一样,那么科学家预测它将用高能X射线和紫外线炸毁其系统中的行星。在某些情况下,这种高能弹幕可能会导致一颗地球大小的岩石行星在几百万年内通过蒸发失去大部分原始的富含氢气的大气层。它还可能会剥离后来形成的富含二氧化碳的大气层,除非它受到磁场的保护。我们的星球拥有自己的磁场,可以防止地球出现这种结果。