ستاره هایی که وزن کم می کنند - بادهای ستاره ای قوی تر از خورشید

به گزارش سرویس فیلم خبر ناب به نقل از همشهری - یکتا فراهانی: ورودی مدل های باد خورشیدی نقش مهمی در پیش بینی دقیق آنها دارد. مطالعات انجام شده نشان می دهند نتایج چارچوب مدل سازی آب و هوای فضا (SWMF) برای ورودی مغناطیسی خورشیدی مشاهده می شود. ضمن آنکه می توان نتایج را برای تصاویر فرابنفش شدید نیز مقایسه و داده های شبیه سازی را در طول مسیر زمین برای مقایسه با مشاهدات استخراج کرد.

بادهای ستاره ای در سکانس اصلی

برای تخمین خواص بادهای ستاره ای می توان از مدل های باد هیدرودینامیکی مبتنی بر فشار حرارتی یک بعدی استفاده کرد که با استفاده از کد فرارفتی چند منظوره اجرا می شود.

در واقع می توان دو روش کاملاً متفاوت را برای مقیاس دمای پایه باد به ستاره های دیگر در نظر گرفت. در مدل A فرض می کنیم که دمای باد اساساً با دمای تاج ارتباط دارد، و در مدل B نیز فرض را بر آن قرار می دهیم که سرعت صوت در پایه باد کسری ثابت از سرعت فرار است. ضمن آنکه می توان از مدل های تکامل چرخشی با محدودیت مشاهده ای برای استخراج میزان تلفات جرم باد نیز استفاده کرد.

برداشت یک هنرمند از سیاره ای که به دور ستاره اپسیلون اریدانی می چرخد، یکی از ستارگانی که بادهای ستاره ای از آن اندازه گیری می شود (اعتبار تصویر: ناسا، ESA، و جی بیکن (STScI))

نتایج و میزان تلفات

این مدل برای باد خورشیدی توصیفی عالی از باد واقعی خورشیدی دور از سطح خورشید ارائه می دهد، اما درخصوص تاج خورشیدی واقعی به نظر نمی رسد.

در این روش شبکه ای از ۱۲۰۰ مدل باد اجرا می شوند تا بتوانیم خواص باد را به عنوان تابعی از جرم ستاره، شعاع و دمای باد به دست آوریم. با استفاده از این نتایج بررسی می کنیم چگونه خواص باد به جرم و چرخش ستاره کمک می کند.

میزان تلفات تخمینی در این روش می تواند به عنوان معیاری برای مدل های باد ستاره ای مورد استفاده قرار گیرد و شواهد محدود رصدی این مطالعه را برای بادهای ستاره های خورشیدمانند نیز گسترش دهد.

شناسایی بادهای ستاره ای

ستاره شناسان برای اولین بار بادهای ستاره ای را که از سه ستاره دنباله اصلی شبیه به خورشید می وزد، شناسایی کردند.

این رصد به تعیین سرعت از دست دادن جرم این ستارگان از طریق بادهای ستاره ای کمک کرد و دریافت که این بادها ۶۷ برابر سریع تر از کاهش جرم خورشید از طریق بادهای خورشیدی خود کوچک می شوند.

اخترکره

تیم تحقیقاتی با مشاهده پرتوهای ایکس ساطع شده از یک حباب پلاسمای داغ به نام «اخترکره» که منظومه های ستاره ای را احاطه کرده است، به این یافته ها دست یافتند.

این پلاسما بر اثر برخورد بادهای ستاره ای به محیط بین ستاره ای متورم می شود که به گاز و غباری که بین ستاره ها وجود دارد اشاره دارد. توجه داشته باشیم اخترکره ها در واقع مشابه هلیوسفری هستند که منظومه شمسی را احاطه کرده است.

بادهای ستاره ای همچنین می توانند فرآیندهایی را ایجاد کنند که اتمسفر سیاراتی را که به دور ستارگانی که بادها از آن سرازیر می شوند، تبخیر کنند. همچنین ظرفیت آنها را برای میزبانی از حیات کاهش می دهد.

سرعت فرار اتمسفرهای سیاره ای

سرعت فرار اتمسفرهای سیاره ای آهسته است، اما این تلفات می توانند انباشته شوند و در طول میلیون ها سال، دنیایی مانند زمین را به یک صخره فضایی بایر و بدون جو تبدیل کنند. این بدان معناست که این مشاهدات جدید می تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند سیارات چگونه در اطراف ستاره های خورشید مانند تکامل پیدا می کنند و همچنین می تواند به شناسایی منظومه های سیاره ای که احتمال بیشتری برای سیارات قابل سکونت دارند کمک کند.

با وجود اهمیت بادهای ستاره ای برای تکامل یک منظومه سیاره ای، اندازه گیری بادهای ستاره های دنباله اصلی شبیه به خورشید بسیار دشوار بوده است.

مطالعه ترکیبات باد خورشیدی

کریستینا کیسلیاکوا، سرپرست تحقیقات و اخترفیزیکدان دانشگاه وین در بیانیه ای گفت: در منظومه شمسی، انتشار تبادل بار باد خورشیدی از سیارات، دنباله دارها و هلیوسفر مشاهده شده است و یک آزمایشگاه طبیعی نیز برای مطالعه ترکیب باد خورشیدی فراهم می کند. مشاهده این تابش از ستاره های دور به دلیل ضعیف بودن سیگنال بسیار دشوارتر است.

به عقیده کیسلیاکوا، فاصله تا این ستاره ها تفکیک سیگنال های پرتو ایکس منتشر شده توسط اخترکره را از گسیل های پرتو ایکس خود ستاره که به نظر می رسد در میدان دید تلسکوپ رصدگر «گسترش یافته» است، بسیار دشوار می کند.

با وجود این، پس از انجام مشاهدات این منظومه های ستاره ای با تلسکوپ فضایی XMM-نیوتن، این تیم الگوریتم جدیدی برای تفکیک سهم ستاره ها و ستاره کره در انتشار پرتو ایکس ایجاد کرد.

بیشتر بدانیم:

تاج خورشیدی ماجراجویی بزرگ؛ تایید رسمی خروج اولین دست ساز بشر از منظومه شمسی

مفاهیم: اشعه ایکس چیست؟

شناسایی اتم های خنثی در محیط بین ستاره ای

این مطالعات باعث شد محققان بتوانند تبادل بار بین یون های اکسیژن در بادهای ستاره ای و اتم های خنثی در محیط بین ستاره ای سه ستاره دنباله اصلی را شناسایی کنند.

۷۰ اوفیوچی Ophiuchi در فاصله ۱۶.۶ سال نوری از ما، اپسیلون اریدانی epsilon Eridani که در فاصله ۱۰.۵ سال نوری از ما قرار دارد. و ۶۱ ماکیان، یک منظومه ستاره ای دوتایی که تقریباً ۱۱.۴ سال نوری از زمین فاصله دارد.

کیسلیاکوا می گوید: این اولین بار است که گسیل تبادل بار پرتو ایکس از ستاره کره های چنین ستارگانی شناسایی شده است. میزان تلفات تخمینی ما می تواند به عنوان معیاری برای مدل های باد ستاره ای استفاده قرار شود و شواهد محدود رصدی ما را برای بادهای ستاره های خورشیدمانند گسترش دهد.

قدرت بادهای ستاره ای در مقایسه با بادهای خورشیدی

این تیم مشخص کرد که ۷۰ اوفیوچی با سرعتی حدود ۶۷ برابر خورشید و اپسیلون اریدانی حدود ۱۶ برابر سریع تر از خورشید جرم خود را از دست می دهند. ۶۱ ماکیان نیز کم ترین سرعت را از دست می داد؛ البته با سرعتی که هنوز ۱۰ برابر سریع تر از ستاره ماست. بنابراین، بادهای ستاره ای این ستارگان که سیاره هایشان را منفجر و اخترکره هایشان را باد می کنند، بسیار قوی تر از بادهای خورشیدی هستند که از خورشید می آیند. این ممکن است به این دلیل باشد که این ستارگان فعالیت مغناطیسی بسیار قوی تری نسبت به ستاره میزبان ما دارند.

در طول سه دهه اخیر، تلاش های جهانی زیادی برای اثبات وجود باد در اطراف ستارگان خورشید مانند و اندازه گیری قدرت آنها صورت گرفته، اما تاکنون تنها شواهد غیرمستقیم بر اساس تأثیرات ثانویه آنها بر ستاره یا محیط آن به وجود چنین بادهایی اشاره کرده است.

تصویربرداری مستقیم از بادها

مانوئل گودل، عضو تیم و محقق دانشگاه وین، در بیانیه ای می گوید: گروه ما قبلاً تلاش کرده بود تا انتشار رادیویی از بادها را تشخیص دهد، اما فقط می توانست محدودیت های بالایی برای قدرت باد قرار دهد؛ در حالی که خود بادها را تشخیص نمی داد.

اما نتایج جدید مبتنی بر اشعه ایکس راه را برای یافتن و حتی تصویربرداری مستقیم از این بادها و مطالعه برهمکنش آنها با سیارات اطراف هموار می کند.

تحقیقات این تیم روز جمعه،۱۲ آوریل در مجله Nature Astronomy منتشر شد.

منبع
https://www.space.com/sun-like-stars-solar-wind-stellar-mass-loss
https://iopscience.iop.org/article/۱۰.۳۸۴۷/۱۵۳۸-۴۳۵۷/ac۸d۵۹

این خبر توسط سایت همشهری آنلاین منتشر شده و خبر ناب صرفا آن را به اشتراک گذاشته است.

منبع : همشهری آنلاین