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天文学家追踪年轻类太阳恒星X射线活动的演化

导读 天文学家使用 NASA 的钱德拉 X 射线天文台和 ESA 的盖亚卫星研究了 10 个不同疏散星团中 6,003 颗年龄为 7-25 百万年的恒星样...

天文学家使用 NASA 的钱德拉 X 射线天文台和 ESA 的盖亚卫星研究了 10 个不同疏散星团中 6,003 颗年龄为 7-25 百万年的恒星样本。他们的目标是了解像我们的太阳这样的恒星在形成后的头几千万年内的磁场活动水平是如何变化的。

宾夕法尼亚州立大学天文学家 Konstantin Getman 和他的同事将恒星活动的钱德拉数据与欧空局盖亚卫星的数据结合起来,以确定哪些恒星位于疏散星团中,哪些恒星位于前景或背景中。

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。

他们发现,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。

为了解释这种活动的减少,他们使用了天文学家对太阳和类太阳恒星内部的理解。

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。

据该团队称,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,那么科学家预测它会用高能 X 射线和紫外线轰击其系统中的行星。

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。

“利用对 10 个疏散星团的 6,003 个恒星成员的新钱德拉观测,年龄为 7-25 百万年,我们改进了恒星演化前主序 (l-PMS) 晚期阶段的磁活动特征,”天文学家说。

“除了量化一系列恒星质量的年轻恒星中 X 射线活动的演变外,这些结果还深入了解了两个天体物理学问题:磁发电机过程对内部结构快速 l-PMS 变化的响应,以及影响原行星盘和原始行星大气层上的高能辐射。”

研究结果发表在《天体物理学杂志》上。

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