研究称宇宙中的“冷”恒星可能并不那么独特

莱斯大学博士后研究员Alison Farrish和天体物理学家David Alexander和Christopher Johns-Krull的工作出现在《天体物理学杂志》发表的一项研究中。这项研究将“冷”恒星的旋转与它们表面的磁通量的行为联系起来，而磁通量又反过来驱动恒星的日冕X射线亮度，这种方式可以帮助预测磁活动如何影响它们系统中的任何系外行星。

这项研究是在Farrish和 Alexander领导的另一项研究之后进行的，该研究显示一颗恒星的空间“天气”可能使处于其“金凤花区域”的行星不适合居住。

Farrish说：“所有的恒星在它们的生命周期中都会旋转下来，因为它们失去了角动量，它们因此变得不那么活跃。我们认为过去的太阳更加活跃，这可能影响了地球早期的大气化学。因此，思考恒星的高能量排放如何在很长的时间尺度上发生变化，对系外行星的研究相当重要。”

Johns-Krull说：“更广泛地说，我们正在利用为太阳开发的模型，看看它们对恒星的适应程度。”

研究人员根据现有的有限数据，着手模拟遥远的恒星是什么样的。一些恒星的自旋和通量已经被确定，还有它们的分类–F型、G型、K型和M型–这给出了关于它们的大小和温度的信息。

他们通过罗斯比数（一种衡量恒星活动的标准，将其旋转速度与影响恒星表面磁通量分布的地下流体流结合起来），将太阳–一颗G型恒星的特性与他们所知道的其他“冷”恒星进行了比较。他们的模型表明，每颗恒星的"空间天气"以大致相同的方式运作，影响着各自行星上的条件。

“这项研究表明，恒星–至少是‘冷’恒星–彼此之间没有太大区别，"Alexander说。“从我们的角度来看，当我们研究M型或F型或K型恒星周围的系外行星时，艾莉森的模型可以毫无顾忌地应用，当然也包括其他G型恒星。”

“它还表明了一些对既定的恒星物理学来说更为有趣的东西，即磁场产生的过程可能在所有冷的恒星中都很相似。”他说：“这有点令人惊讶。这可能包括那些与太阳不同的，一直到其核心都是对流的恒星。”

“所有像太阳一样的恒星都在它们的核心中融合氢和氦，这种能量首先以光子辐射的方式被带向表面，” Johns-Krull说。“但是它遇到了一个大约60%到70%的区域，这个区域太不透明了，所以它开始进行对流。热物质从下面移动，能量辐射出去，而较冷的物质又落下来。”

他说：“但是质量不到太阳三分之一的恒星没有辐射区；它们到处都是对流。关于恒星如何产生磁场的很多想法都依赖于辐射区和对流区之间的边界，所以你会期望没有这个边界的恒星会有不同的表现。这篇论文显示，在许多方面，一旦你调整了它们自身的特殊性，它们的行为就和太阳一样。”

Farrish指出，该模型只适用于不饱和恒星。她说：“相反，太阳处于不饱和状态，在那里我们确实看到磁活动和高能发射之间的相关性。这发生在一个更温和的活动水平上，这些恒星是有意义的，因为它们可能为行星提供更多的宜居环境。”

Alexander表示：“底线是观察结果，它跨越了四种光谱类型，包括完全和部分对流的恒星，可以合理地被一个由太阳生成的模型所代表。这也加强了一个观点，即即使一颗比太阳活跃30倍的恒星可能不是G型恒星，但它仍然被Alison所做的分析所捕获。”

"我们确实必须清楚，我们不是在模拟任何特定的恒星或系统，"他说。"我们说的是，从统计学上看，具有典型罗斯比数的典型M型恒星的磁力行为与太阳的磁力行为相似，这使我们能够评估其对行星的潜在影响。"

Johns-Krull说，该模型在许多方面仍将是有用的。他说：“我感兴趣的领域之一是研究非常年轻的恒星，其中许多像低质量的恒星一样，是完全对流的。其中许多有圆盘物质围绕着它们，并且仍然在形成行星。我们认为，它们如何相互作用是由恒星的磁场来调解的。”

“因此，Alison的建模工作可以用来了解磁力非常活跃的恒星的大规模结构，然后可以让我们测试一些关于这些年轻恒星和它们的星盘如何互动的想法。”