Yaşlı yıldızlar yaşam aramak için en iyi yerler olabilir

Bir zamanlar kozmik bir zamanda, bilim adamları yıldızların sonsuz bir manyetik fren uyguladığını ve bunun da dönüşlerinin sonsuz bir yavaşlamasına neden olduğunu varsaydılar. Yeni gözlemler ve gelişmiş yöntemlerle artık bir yıldızın manyetik sırlarına göz attılar ve bunların bekledikleri gibi olmadığını gördüler. Uzaylı komşular bulmak için kozmik sıcak noktalar, orta yaş krizini ve sonrasındaki yıldızların etrafında olabilir.

Manyetik olaylara ve yaşanabilir ortamlara ışık tutan bu çığır açıcı çalışma, yayınlanan içinde Astrofizik Günlük Mektupları.

1995 yılında İsviçreli gökbilimciler Michael Mayor ve Didier Queloz, güneş sistemimizin dışında, 51 Pegasi olarak bilinen uzak, güneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegenin ilk keşfini duyurdular. O zamandan bu yana galaksimizdeki diğer yıldızların yörüngesinde dönen 5.500’den fazla sözde ötegezegen bulundu ve iki bilim insanı, öncü çalışmaları nedeniyle 2019’da Nobel Fizik Ödülü’nü paylaştı. Bu hafta uluslararası bir gökbilimci ekibi, 51 Pegasi’nin yeni gözlemlerini yayınladı; bu, yıldızın etrafındaki mevcut manyetik ortamın karmaşık yaşamın gelişimi için özellikle uygun olabileceğini öne sürdü.

Güneş gibi yıldızlar hızla dönerek doğarlar, bu da şiddetli bir şekilde patlayabilen güçlü bir manyetik alan yaratır, gezegen sistemlerini yüklü parçacıklar ve zararlı radyasyonla bombalar. Milyarlarca yıl boyunca, yıldızın dönüşü, manyetik frenleme olarak bilinen bir süreç olan, yüzeyinden akan rüzgarın manyetik alanı boyunca sürüklenmesi nedeniyle yavaş yavaş yavaşlar. Daha yavaş dönüş, daha zayıf bir manyetik alan üretir ve her iki özellik de birbirini besleyerek azalmaya devam eder.

Yakın zamana kadar gökbilimciler manyetik frenlemenin süresiz olarak devam ettiğini varsayıyordu ancak yeni gözlemler bu varsayımı sorgulamaya başladı.

Golden, Colorado, ABD’deki White Dwarf Research Corporation’da kıdemli araştırma bilimcisi olan ekip lideri Travis Metcalfe, “Güneş gibi yaşlı yıldızlardaki dönme ve manyetizmanın, yaşamlarının ortasından sonra nasıl değiştiğine dair ders kitaplarını yeniden yazıyoruz” diyor. gezegen sistemlerine sahip yıldızlar ve bunların ileri medeniyetler geliştirme umutları açısından önemli sonuçları vardır.”

Almanya’nın Potsdam kentindeki Leibniz Astrofizik Enstitüsü’nün yöneticisi ve çalışmanın ortak yazarı Klaus Strassmeier şunu ekliyor: “Bunun nedeni, zayıflamış manyetik frenlemenin aynı zamanda yıldız rüzgarını da kısması ve yıkıcı patlama olaylarını daha az olası hale getirmesidir.”

Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupalı ​​gökbilimcilerden oluşan ekip, Potsdam Echelle Polarimetrik ve Spektroskopik kullanarak NASA’nın Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu’ndan (TESS) 51 Pegasi’nin gözlemlerini Arizona’daki Büyük Binoküler Teleskop’tan (LBT) alınan manyetik alanın son teknoloji ölçümleriyle birleştirdi. Enstrüman (PEPSI).

Her ne kadar 51 Pegasi yörüngesinde dönen ötegezegen, Dünya’dan görüldüğü gibi ana yıldızının önünden geçmese de, yıldızın kendisi, TESS gözlemlerinde, yıldızın yarıçapını, kütlesini ve yaşını ölçmek için kullanılabilen ince parlaklık değişimleri gösterir; bu, bilinen bir tekniktir. asterosismoloji olarak.

Bu arada, yıldızın manyetik alanı, yıldız ışığı üzerinde küçük miktarda bir polarizasyon oluşturarak, LBT üzerindeki PEPSI’nin, yıldız döndükçe yıldız yüzeyinin manyetik bir haritasını oluşturmasına olanak tanır; bu, Zeeman-Doppler Görüntüleme olarak bilinen bir tekniktir. Bu ölçümler birlikte ekibin yıldızın etrafındaki mevcut manyetik ortamı değerlendirmesine olanak sağladı.

NASA’nın Kepler uzay teleskobundan yapılan önceki gözlemler, manyetik frenlemenin güneşin yaşının ötesinde önemli ölçüde zayıflayabileceğini ve yaşlı yıldızlarda dönme ile manyetizma arasındaki yakın ilişkiyi kesebileceğini zaten öne sürmüştü. Ancak bu değişimin kanıtı dolaylıydı ve geniş bir yaş aralığına sahip yıldızların dönüş hızı ölçümlerine dayanıyordu. Güneş’in yaşına yakın bir yerde (4,5 milyar yıl) dönüş yavaşlamasının durduğu ve yaşlı yıldızlardaki zayıf manyetik frenlemenin bu davranışı yeniden üretebileceği açıktı.

Ancak bir yıldızın manyetik alanının yalnızca doğrudan ölçümleri altta yatan nedenleri ortaya çıkarabilir ve Kepler’in gözlemlediği hedefler LBT gözlemleri için çok sönüktü. TESS misyonu 2018’de Kepler’in gözlemlerine benzer şekilde ancak 51 Pegasi dahil gökyüzündeki en yakın ve en parlak yıldızlar için ölçümler toplamaya başladı.

Geçtiğimiz birkaç yılda ekip, çeşitli TESS hedeflerinin manyetik alanlarını ölçmek için LBT üzerinde PEPSI kullanmaya başladı ve güneş gibi yıldızlarda yaşlandıkça manyetizmanın nasıl değiştiğine dair yavaş yavaş yeni bir anlayış geliştirdi. Gözlemler, manyetik frenlemenin güneşten biraz daha genç olan yıldızlarda aniden değiştiğini, bu noktada 10 kattan fazla zayıfladığını ve yıldızlar yaşlandıkça daha da zayıfladığını ortaya çıkardı.

Ekip, bu değişiklikleri manyetik alanın gücünde ve karmaşıklığında beklenmedik bir değişime ve bu değişimin yıldız rüzgarı üzerindeki etkisine bağladı. 51 Pegasi’nin yeni ölçülen özellikleri, tıpkı kendi güneşimiz gibi onun da zayıflamış manyetik frenlemeye geçiş sürecinden geçtiğini gösteriyor.

PEPSI spektrografının baş araştırmacısı Strassmeier, “LBT ve PEPSI’nin, ötegezegen astronomisinde bu kadar önemli bir rol oynayan bu gezegen sistemi hakkında yeni bir bakış açısı ortaya çıkarabilmesi çok memnuniyet verici” diyor. “Bu araştırma galaksimizdeki yaşam arayışında ileriye doğru atılmış önemli bir adımdır.”

Bizim güneş sistemimizde yaşamın okyanuslardan karaya geçişi birkaç yüz milyon yıl önce gerçekleşti ve bu, güneşte manyetik frenlemenin zayıflamaya başladığı zamana denk geldi. Genç yıldızlar, gezegenlerini karmaşık yaşamın gelişimine düşman olan radyasyon ve yüklü parçacıklarla bombalıyor, ancak yaşlı yıldızların daha istikrarlı bir ortam sağladığı görülüyor. Metcalfe’ye göre ekibin bulguları, güneş sistemimiz dışında yaşam aramak için en iyi yerlerin orta yaşlı ve daha yaşlı yıldızların çevresi olabileceğini öne sürüyor.