As estrelas podem não ser tão únicas

As estrelas podem não ser tão únicas
As estrelas podem não ser tão únicas
Anonim

De acordo com pesquisadores da Rice University, as estrelas espalhadas pelo espaço parecem diferentes, mas mais semelhantes do que se pensava anteriormente.

Novas simulações feitas por cientistas de Rice mostram que estrelas "frias" como o Sol têm um comportamento superficial dinâmico que afeta seu ambiente energético e magnético. Essa atividade magnética estelar é a chave para saber se uma determinada estrela tem planetas que podem suportar vida.

O trabalho de Alison Farrish, David Alexander e Christopher Jones-Krull foi publicado no The Astrophysical Journal. O estudo relaciona a rotação de estrelas frias ao comportamento de seu fluxo magnético de superfície, que determina a luminosidade de raios-X de uma estrela em sua coroa, o que pode ajudar a prever como a atividade magnética afetará quaisquer exoplanetas em seus sistemas.

O estudo segue outro estudo de Farrish e Alexander, que mostrou que o "clima" cósmico de uma estrela pode tornar inabitáveis os planetas em sua zona habitável.

“Todas as estrelas giram para baixo durante sua vida porque perdem o momento angular e, como resultado, se tornam menos ativas”, disse Farrish. “Achamos que o Sol era mais ativo no passado e isso pode ter afetado a composição química inicial da atmosfera terrestre. Portanto, pensar sobre como as emissões energéticas mais elevadas das estrelas mudam ao longo do tempo é muito importante para a pesquisa de exoplanetas.”

“Em um sentido mais amplo, pegamos os modelos desenvolvidos para o Sol e vemos como eles se adaptam às estrelas”, disse Jones-Krull.

Os pesquisadores decidiram modelar a aparência de estrelas distantes com base nos dados limitados disponíveis. Foram determinados a rotação e o fluxo de algumas estrelas, bem como sua classificação (tipos F, G, K e M), que deu informações sobre seus tamanhos e temperaturas.

Eles compararam as propriedades do Sol, uma estrela do tipo G, por meio de seu número de Rossby, uma medida da atividade estelar que combina sua velocidade de rotação com fluxos de fluidos subterrâneos que afetam a distribuição do fluxo magnético na superfície da estrela, com o que eles sabiam sobre outras estrelas legais. Seus modelos sugerem que o "clima espacial" de cada estrela funciona da mesma maneira, afetando as condições em seus respectivos planetas.

"O estudo sugere que as estrelas, pelo menos as frias, não são muito diferentes umas das outras", disse Alexander. “Do nosso ponto de vista, o modelo de Alison pode ser aplicado sem medo ou preferência ao observar exoplanetas em torno das estrelas M, F ou K, bem como, é claro, outras estrelas G.

“Também sugere algo muito mais interessante: o processo pelo qual o campo magnético é criado pode ser muito semelhante em todas as estrelas frias. É um pouco surpreendente”, disse ele. Isso pode incluir estrelas que, ao contrário do Sol, são convectivas até o núcleo.

“Todas as estrelas semelhantes ao Sol combinam hidrogênio e hélio em seus núcleos, e essa energia é primeiro transportada pela radiação de fótons para a superfície”, disse Jones-Krull. “Mas chega a 60% a 70% do caminho, que é muito escuro, então começa a ficar exposto à convecção. A matéria quente se move de baixo, a energia é irradiada e a matéria mais fria cai de volta para baixo."

“Estrelas com massa inferior a um terço da massa solar não possuem zona de radiação; eles estão convectivos em todos os lugares”, disse ele. “Muitas das ideias sobre como as estrelas geram campos magnéticos são baseadas na existência de uma fronteira entre as zonas de radiação e convecção, portanto, pode-se esperar que estrelas que não têm essa fronteira se comportem de maneira diferente. Este artigo mostra que, de muitas maneiras, eles se comportam exatamente como o Sol, se ajustados às suas características."

“As estrelas mais magneticamente ativas são aquelas que chamamos de saturadas”, disse Farrish. “Em algum momento, o aumento da atividade magnética deixa de mostrar o aumento associado aos raios X de alta energia. A razão pela qual despejar mais magnetismo na superfície de uma estrela não produz mais radiação ainda é um mistério. Por outro lado, o Sol está em um modo insaturado, onde realmente vemos uma correlação entre a atividade magnética e a radiação energética”, disse ela. "Isso acontece em um nível mais moderado de atividade, e essas estrelas são interessantes porque podem fornecer um ambiente mais favorável para os planetas."

“O resultado final é que as observações que cobrem quatro classes espectrais, incluindo estrelas total e parcialmente convectivas, podem ser razoavelmente bem representadas por um modelo baseado no Sol”, disse Alexander. "Isso também apóia a ideia de que mesmo que uma estrela 30 vezes mais ativa que o Sol possa não ser uma classe G, isso ainda se reflete na análise de Alison."

“Precisamos deixar claro que não estamos modelando nenhuma estrela ou sistema em particular”, disse ele. "Dizemos que o comportamento estatisticamente magnético de uma estrela M típica com um número de Rossby típico se comporta de forma semelhante ao do sol, o que nos permite estimar seu impacto potencial nos planetas."

Jones-Krull disse que este modelo seria útil de várias maneiras. “Uma das minhas áreas de interesse é o estudo de estrelas muito jovens, muitas das quais, como estrelas de baixa massa, são totalmente convectivas”, disse ele. “Muitos deles estão rodeados por material de disco e ainda formam planetas. Achamos que sua interação é determinada pelo campo magnético estelar."

"As simulações de Alison podem ser usadas para estudar a estrutura em grande escala de estrelas altamente magneticamente ativas, que podem então testar algumas idéias sobre como essas estrelas jovens e seus discos interagem."

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