Sakter ned stjerner

Pin
Send
Share
Send

En av de langvarige utfordringene innen stjernestronomi, er å forklare hvorfor stjerner roterer så sakte. For å forklare denne rotasjonsbremsingen har astronomer påkalt et samspill mellom den dannende stjernens magnetfelt og å danne akkretjonsskive. Dette samspillet ville bremse stjernen slik at ytterligere kollaps kunne finne sted. Denne forklaringen er nå over 40 år gammel, men hvordan har den holdt seg slik den har eldet?

En av de største utfordringene med å teste denne teorien er at den lager prediksjoner som er direkte testbare. Inntil for ganske nylig var astronomer ikke i stand til å direkte observere omskjæringsskiver rundt nyopprettede stjerner. For å komme seg rundt dette har astronomer brukt statistiske undersøkelser, på jakt etter tilstedeværelsen av disse platene indirekte. Siden støvskiver vil bli varmet av den dannende stjernen, vil systemer med disse platene ha ekstra utslipp i den infrarøde delen av spektrene. I følge magnetisk bremseteori skal unge stjerner med skiver rotere saktere enn de uten. Denne spådommen ble bekreftet i 1993 av et team med astronomer ledet av Suzan Edwards ved University of Massachusetts, Amherst. Mange andre studier bekreftet disse generelle funnene, men la et ytterligere lag til bildet; stjerner bremses av platene til en periode på ~ 8 dager, men når platene sprer seg, fortsetter stjernene å kollapse, og spinner opp til en periode på 1-2 dager.

Et annet interessant funn fra disse studiene er at effektene ser ut til å være mest utpreget for stjerner med høyere masse. Når lignende studier ble utført på unge stjernene i Orion og Eagle stjernetåker, fant forskerne at det ikke var skarpt skille mellom stjernene med eller uten disker for lav masse stjerner. Funn som disse har fått astronomer til å begynne å stille spørsmål ved hvor universell magnetisk skivebremsing er.

En av de andre opplysningene som astronomer kunne arbeide med, var erkjennelsen rundt 1970 at det var et skarpt skille i rotasjonshastigheter mellom stjerner med høy masse og lavere masse i rundt F-spektralklassen. Dette fenomenet hadde vært forventet nesten et tiår tidligere da Evry Schatzman slås at stjernevind vil samhandle med stjernens eget magnetfelt for å skape dra. Siden disse senere spektrale klasse stjerner tendens til å ha mer aktive magnetiske felt, vil bremseeffekten være viktigere for disse stjernene.

Dermed astronomer nå hatt to effekter som kan tjene til langsomme rotasjonshastigheter av stjerner. Gitt firmaet teoretisk og observasjons bevis for hver, de var begge sannsynlig “riktig”, så spørsmålet ble som var dominerende i hvilke omstendigheter. Dette spørsmålet er en som astronomer fortsatt sliter.

For å få svar på spørsmålet, vil astronomene trenger å samle en bedre forståelse av hvor mye hver effekt er på jobb i individuelle stjerner i stedet for bare store befolkningsundersøkelser, men dette er vanskelig. Hovedmetoden som benyttes for å undersøke skivlåsing, er å undersøke om den indre kanten av platen er lik radius hvorpå et objekt i en Keplarian bane vil ha en lignende vinkelhastighet som stjernen. I så fall vil det innebære at stjernen er helt låst med skivens indre kant. Imidlertid er det lettere å måle disse to verdiene enn gjort. For å sammenligne verdiene, må astronomer konstruere tusenvis av potensielle stjerne / plate-modeller for å sammenligne observasjonene.

I en nyere artikkel astronomene brukt denne teknikken på IC 348, en ung åpen klynge. Deres analyse viste at ~ 70% av stjernene ble magnetisk låst med platen. Imidlertid, de resterende 30% var mistenkt for å ha indre skive radier utenfor rekkevidden av det magnetiske felt og således utilgjengelig for skivebremse. Disse resultatene er imidlertid noe tvetydige. Mens det sterke antallet stjerner som er bundet til platene deres støtter skivebremsingen som en viktig komponent i stjernenes rotasjonsutvikling, skiller det ikke om det i dag er et dominerende trekk. Som tidligere nevnt, mange av stjernene kan være i ferd med å fordampe platene, slik at stjernen til igjen spin-up. Det er heller ikke klart om 30% av stjerner uten bevis på plate låse var låst i fortiden.

Forskning som dette er bare en brikke i et større puslespill. Selv om detaljene ikke er fullt fleshed ut, er det klart at disse magnetbremse effekter, både med plater og stjernevinder, spille en betydelig effekt på å bremse vinkelhastighet av stjerner. Dette går helt i strid med den hyppige kreasjonistens påstanden om at “[t] her er ingen vet [sic] mekanisk prosess som kan accomplinsh [sic] denne overføringen av momentum”.

Pin
Send
Share
Send