2016.09.23. - Mennyire lehet változatlan egy változócsillag?

Magyar kutatók egy vörös törpecsillag megfigyelései alapján arra a következtetésre jutottak, hogy stabil mágneses tér jelenléte még nem tesz unalmassá egy égitestet, éppen ellenkezőleg.

A gyorsan forgó, mágnesesen aktív csillagok hálás célpontok: nagyon aktívak és a hideg foltokkal borított felszín szerkezete akár hónapos időskálán is változhat. Ez azonban nem minden esetben van így. Úgy tűnik, a kis tömegű csillagoknál meglepően sokáig stabilan fennálló mágneses tér alakulhat ki. Mintegy 0,35 naptömeg alatt a csillagok szerkezete eltér a Napétól, teljesen konvektívek (azaz az energiaátadás főként anyagáramlással történik), nincs radiatív magjuk. Ennek megfelelően valószínűleg a csillag mágneses terét is a Napétól eltérő dinamómechanizmus tartja fent.

A V374 Peg mágneses tere Zeeman-Doppler-leképezés alapján.
[Donati et al., 2006]

A V374 Pegasi egy ilyen kis tömegű csillag, amely már korábban is kedvelt célpontja volt a csillagászoknak - Zeeman-Doppler-leképezés segítségével rekonstruálták a mágneses tér szerkezetét, és azt találták, hogy a dipól-jellegű tér egy éven át stabil maradt. Ezt a csillagot vizsgálta egy nemzetközi kutatócsoport is Vida Krisztián, az MTA CSFK Csillagászai Intézet főmunkatársának vezetésével. Mintegy öt évnyi többszín-fotometriai mérés és korábbi fotometriai adatok összevetéséből arra jutottak, hogy a csillag nagy léptékű felszíni struktúrái 15 éven keresztül stabilnak bizonyultak. Ez szépen egyezik a legújabb elméleti modellek eredményeivel, amelyek alapján több ezer rotáción át (jelen esetben ez néhány év) várhatunk stabil felszíni mágneses teret ezeknél a csillagoknál. A modell egyéb jóslatai (elhanyagolható differenciális rotáció, aktivitási ciklus hiánya, magas szélességű aktív régiók) szintén megegyeznek a kutatók megfigyeléseivel.

Flerekre és korona-anyagkidobódásra utaló jelek a csillag színképének Hα régiójában.
[Vida et al., 2016]

Azonban a csillag - bár a nagy léptékű felszíni struktúrák stabilak - korántsem változatlan, vagy unalmas. Kisebb fényváltozások mellett, amelyet az aktív fészkekben felbukkanó vagy felbomló mágneses erővonalkötegek/foltok okozhatnak, flerek is gyakran megfigyelhetők a csillagon. A színképek Hα régiójának (a hidrogén egyik színképvonalának) változásai pedig egy esetben összetett korona-anyagkidobódásra utalnak, amelyben a kidobódott anyag tömege a legnagyobb, Napon megfigyelt ilyen eseményekkel összemérhető. A spektroszkópiai mérések jó időfelbontása és hossza (10 órányi folyamatos észlelés történt az adott napon) remek alkalmat kínált a csillagokon ritkán megfigyelt jelenség a tanulmányozására. A hosszú távon stabil felszíni foltkonfiguráció pedig azt is lehetővé tette, hogy a csillagfelszínről kidobódott anyag Doppler-eltolódásból mért látóirányú sebessége mellett annak valódi sebességét is megbecsüljék, amennyiben az az egyik aktív fészekből származik. Feltételezhető ugyanis, hogy a foltkonfiguráció a spektroszkópiai mérések idején is azonos volt a nem egyidejű fotometriából meghatározottal. Ezek alapján a legvalószínűbb forgatókönyv, hogy a három egymást követő eseményből az egyik közel 700 km/s sebességet ért el, eléggé felgyorsulva ahhoz, hogy végleg elszakadjon a csillagról. A másik kettőnél viszont a szökési sebesség alatti értéket, 350 km/s-ot mértek a kutatók: ezek a gázfelhők végül visszahullottak a csillag felszínére.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• arXiv:1603.00867v3 [astro-ph.SR]