Veel sterren hebben een sterker magnetisch veld dan gedacht
Zijn veel exoplaneten dan toch niet bewoonbaar?Scientias, 18-07-2023, door Jeanette Kras
Astronomen dachten dat sterren met een lage massa ook een veel kleiner magnetisch veld zouden hebben. Dat blijkt niet zo te zijn. Bij sommige sterren is het magnetisme juist veel sterker dan gedacht. Die ontdekking verstoort de huidige modellen.
Het magnetische veld aan het oppervlak van sterren, zoals onze zon, wordt veroorzaakt door de draaiing van de ster. Het werkt als een soort dynamo. Tot nu toe werd gedacht dat sterren met een lage massa - lager dan onze zon die ofwel zeer snel of relatief langzaam ronddraaien - heel weinig magnetische activiteit vertoonden. Het maakte dat astronomen ervan uitgingen dat ze ideale gastheren zouden zijn voor potentieel bewoonbare planeten.
Veel te veel straling
Maar een nieuwe studie verstoort dit beeld. Daarin omschrijven wetenschappers een mechanisme, waarbij het oppervlak en de kern van de ster eerst met dezelfde snelheid ronddraaien en daarna niet meer, waardoor de snelheden langzaam uit elkaar gaan lopen. Dit proces kan verklaren waardoor magnetische velden op koele sterren steeds sterker worden. Dit heeft weer tot gevolg dat hun straling gedurende miljarden jaren in kracht toeneemt, wat gevolgen heeft voor de bewoonbaarheid van exoplaneten die om deze sterren draaien.
Wat deze ontdekking bijzonder maakt, is dat hij zonder de ontwikkeling van nieuwe technologie voor magnetische metingen niet mogelijk was geweest. "Hoewel sterren met een lage massa de meest voorkomende sterren zijn in de Melkweg en vaak gastheer van exoplaneten, weten wetenschappers er relatief weinig over," vertelt hoofdonderzoeker Lyra Cao van de Ohio State University.
Niet alle sterren zijn hetzelfde
Decennialang gingen astronomen ervan uit dat de fysische processen van sterren met een lage massa hetzelfde waren als die van grotere sterren zoals onze zon. Doordat sterren geleidelijk hun impulsmoment (de hoeveelheid draaibeweging) verliezen naarmate ze minder snel draaien, kunnen astronomen de draaiing van sterren gebruiken om de fysische processen ervan beter te begrijpen en te achterhalen, hoe ze interacteren met hun exoplaneten en verdere omgeving.
De astronomen besloten 136 sterren in sterrenhoop M44 te bestuderen, ook wel Praesepe of de Beehive-cluster genoemd. Met behulp van de nieuwe techniek ontdekten ze al snel dat de magnetische velden van de sterren met een lage massa veel sterker waren dan de huidige modellen konden verklaren.
Veel afwijkende sterren Uit eerder onderzoek bleek al dat er in het Beehive-cluster veel sterren zitten die ingaan tegen de bestaande theorieën over de ontwikkeling van de rotatie van sterren, maar de ontdekking van Cao gaat nog een stapje verder: ook de magnetische velden van deze sterren zijn heel anders - namelijk veel sterker - dan gedacht op basis van de huidige modellen.
"Het was geweldig om een verband te zien tussen het sterker wordende magnetisme en de afwijkende rotaties," zegt Cao. "Het maakt duidelijk dat hier interessante natuurkundige krachten aan het werk zijn."
Synchronisatie
De onderzoekers kwamen ook met de hypothese dat het proces van synchronisatie tussen de kern van de ster en het oppervlak, mogelijk een magnetisme laat ontstaan in deze sterren dat een heel andere oorsprong heeft dan het magnetisme dat we op de zon zien. "We hebben bewijs gevonden dat er een ander soort dynamomechanisme het magnetisme van deze sterren aandrijft," zegt Cao. "Deze studie laat zien dat sterrenfysica verrassende gevolgen kan hebben voor andere onderzoeksvelden."
Volgens de wetenschappers hebben hun bevindingen belangrijke gevolgen voor ons begrip van de astrofysica, vooral als het gaat om onze zoektocht naar leven op andere planeten. "Sterren met zo'n sterk magnetisch veld gaan hun planeten waarschijnlijk bestoken met hoogenergetische straling", legt Cao uit. "Dit effect houdt vermoedelijk miljarden jaren aan voor sommige sterren, dus het is belangrijk om te begrijpen wat dit betekent voor onze gedachten over bewoonbaarheid."
Gerichter zoeken
Maar deze resultaten moeten ons toch niet weerhouden van onze zoektocht naar buitenaards leven, aldus de onderzoekers. Met verder onderzoek kan de ontdekking juist helpen om gerichter te zoeken naar planeten die mogelijk wel bewoonbaar zijn. En hier op Aarde kunnen de bevindingen leiden tot betere simulaties en theoretische modellen van de evolutie van sterren.
"Het volgende wat we moeten doen, is verifiëren, dat deze sterkere magnetische velden op een veel grotere schaal voorkomen," besluit Cao. "Als we begrijpen wat er binnenin deze sterren gebeurt als ze dit versterkte magnetisme vertonen, slaat de wetenschap hierdoor een nieuwe richting in."
Bron:
L. Cao et al., Ohio State University, "Core-envelope Decoupling Drives Radial Shear Dynamos in Cool Stars" - The Astrophysical Journal Letters
terug naar het antropisch principe
terug naar het weblog
^