Diferentes estrellas pueden exhibir diferentes niveles de actividad. Los signos de actividad solar del Sol son bastante débiles en una escala astronómica. Otras estrellas son hasta diez veces más activas. Mientras que los investigadores han identificado los campos magnéticos generados en el interior de las estrellas en unproceso de la dinamo como impulsores de la actividad, el funcionamiento exacto de esta dinamo no está claro. Los científicos ahora encuentran que un mecanismo de dinamo común, dependiente de la turbulencia, juega un papel crucial para la actividad estelar en todas las etapas de la evolución estelar.
En sus interiores, las estrellas están estructuradas en capas, en forma de cebolla. En aquellas con temperaturas similares al sol, el núcleo es seguido por la zona de radiación. Allí, el calor del interior se lleva hacia afuera por medio de la radiación.el plasma estelar se enfría más afuera, el transporte de calor está dominado por los flujos de plasma: el plasma caliente desde adentro sube a la superficie, se enfría y se hunde nuevamente. Este proceso se llama convección. Al mismo tiempo, la rotación de la estrella, que depende delatitud estelar, introduce movimientos de corte. Juntos, ambos procesan las líneas de campo magnético de torsión y giro y crean los complejos campos magnéticos de una estrella en un proceso de dinamo que aún no se comprende completamente.
"Desafortunadamente, no podemos mirar directamente al Sol y otras estrellas para ver estos procesos en acción, pero tenemos que recurrir a métodos más indirectos", dice el Dr. Jyri Lehtinen del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar MPS enAlemania, primer autor del nuevo artículo publicado hoy en Astronomía de la naturaleza . En su estudio actual, los investigadores compararon los diferentes niveles de actividad de las estrellas, por un lado, y sus propiedades de rotación y convección, por el otro. El objetivo era determinar qué propiedades tienen una fuerte influencia en la actividad. Esto puede ayudar aentender los detalles del proceso de dinamo dentro.
Se han propuesto varios modelos de la dinamo estelar en el pasado, pero prevalecen dos paradigmas principales. Mientras que uno de ellos pone un mayor énfasis en la rotación y asume solo efectos sutiles de los flujos de convección, el otro depende de manera crucial de la convección turbulenta.En este tipo de convección, el plasma estelar caliente no sube a la superficie en movimientos sedantes a gran escala. En cambio, dominan los flujos vigorosos a pequeña escala.
Para encontrar evidencia de uno u otro de los dos paradigmas, Lehtinen y sus colegas analizaron por primera vez 224 estrellas muy diferentes. Su muestra contenía ambas estrellas de secuencia principal, que son, por así decirlo, en primer lugarde su vida, y estrellas gigantes más evolucionadas y más antiguas. Por lo general, las propiedades de convección y rotación de las estrellas cambian a medida que envejecen. En comparación con las estrellas de secuencia principal, las estrellas evolucionadas exhiben una zona de convección más gruesa que a menudo se expande sobre gran parte del diámetro de la estrella y, a veces, se superponela zona de radiación por completo. Esto lleva a tiempos de rotación más largos para el transporte de calor por convección. Al mismo tiempo, la rotación generalmente se ralentiza.
Para su estudio, los investigadores analizaron un conjunto de datos obtenido en el Observatorio Mount Wilson en California EE. UU., Que durante varios años registró las emisiones de las estrellas en las longitudes de onda típicas de los iones de calcio encontrados en el plasma estelar. Estas emisiones no solo están correlacionadascon el nivel de actividad de las estrellas.El complejo procesamiento de datos también permitió inferir los períodos de rotación de las estrellas.
Al igual que el Sol, las estrellas a veces se motean con regiones de campo magnético extremadamente alto, las llamadas regiones activas, que a menudo se asocian con puntos oscuros en la superficie visible de las estrellas ". A medida que una estrella gira, estas regiones aparecen a la vistay se desmaya dando lugar a un aumento y disminución periódicos en el brillo de las emisiones ", explica el profesor Dr. Maarit Käpylä de la Universidad de Aalto en Finlandia, quien también dirige el grupo de investigación" Solar and Stellar Dynamos "en MPS. Sin embargo, desde estelarlas emisiones también pueden fluctuar debido a otros efectos, identificar variaciones periódicas, especialmente durante largos períodos, es complicado.
"Algunas de las estrellas que estudiamos muestran períodos de rotación de varios cientos de días, y sorprendentemente aún un nivel de actividad magnética similar a las otras estrellas, y notablemente incluso ciclos magnéticos como el Sol", dice el Dr. Nigul Olspert de MPS, quienanalizó los datos. El Sol, en comparación, gira bastante rápido con un período de rotación de solo aproximadamente 25 días en el ecuador solar. Los tiempos de rotación convectiva se calcularon mediante el modelado de la estructura estelar teniendo en cuenta la masa de cada estrella, composición química yetapa evolutiva
El análisis de los científicos muestra que el nivel de actividad de una estrella no, como habían sugerido otros estudios basados en muestras más pequeñas y uniformes, incluidas solo estrellas de secuencia principal, depende solo de su rotación. En cambio, solo si se tiene en cuenta la convecciónporque, ¿puede entenderse el comportamiento de la secuencia principal y las estrellas evolucionadas de manera unificada? "La coacción de rotación y convección determina cuán activa es una estrella", resume el profesor Käpylä. "Nuestros resultados inclinan la balanza a favor de la dinamomecanismo que incluye convección turbulenta ", agrega.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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