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小恒星与我们的太阳有着相似的动力学这是行星宜居性的关键

赖斯科学家的新建模工作表明,像太阳这样的“冷”恒星共享影响其能量和磁场环境的动态表面行为。这种恒星磁场活动是确定某颗恒星是否拥有可以支持生命存在的行星的关键。

Rice 博士后研究员 Alison Farrish 和天体物理学家 David Alexander 和 Christopher Johns-Krull 的工作发表在《天体物理学杂志》上的一项已发表研究中。该研究将冷恒星的旋转与其表面磁通量的行为联系起来,这反过来又驱动了恒星的日冕 X 射线光度,从而有助于预测磁活动如何影响其系统中的任何系外行星。

该研究是在 Farrish 和 Alexander 领导的另一项研究之后进行的,该研究表明恒星的空间“天气”可能会使位于其“金发姑娘区”的行星无法居住。

Farrish 说:“所有恒星在其一生中都会随着角动量的减少而自转,因此它们变得不那么活跃。” “我们认为过去的太阳更加活跃,这可能会影响地球的早期大气化学。因此,考虑恒星的高能量排放如何在很长一段时间内发生变化对于系外行星研究非常重要。”

“更广泛地说,我们正在采用为太阳开发的模型,看看它们对恒星的适应能力如何,”约翰斯-克鲁尔说。

研究人员开始根据可用的有限数据模拟遥远的恒星是什么样的。已经确定了一些恒星的自旋和通量,以及它们的分类——F、G、K 和 M 型——这提供了关于它们的大小和温度的信息。

他们比较了太阳(G 型恒星)的特性,通过其罗斯比数,这是一种衡量恒星活动的指标,它结合了自转速度和影响恒星表面磁通量分布的地下流体流动,以及知道其他很酷的明星。他们的模型表明,每颗恒星的“太空天气”以大致相同的方式运作,影响各自行星的状况。

“这项研究表明,恒星——至少是冷恒星——彼此之间并没有太大的不同,”亚历山大说。“从我们的角度来看,当我们观察 M、F 或 K 星周围的系外行星时,当然,也可以像其他 G 星一样应用艾莉森的模型,而无需担心或偏袒。

“这还表明,对于已建立的恒星物理学来说,更有趣的事情是,在所有冷恒星中产生磁场的过程可能非常相似。这有点令人惊讶,”他说。这可能包括与太阳不同的恒星,它们的核心是对流的。

“像太阳这样的所有恒星都会在它们的核心融合氢和氦,这些能量首先通过光子辐射向表面携带,”约翰斯-克鲁尔说。“但它击中了一个大约 60% 到 70% 的区域,它太不透明了,所以它开始进行对流。热物质从下面移动,能量辐射出去,而较冷的物质又落回原处。

“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,”他说。“很多关于恒星如何产生磁场的想法都依赖于辐射区和对流区之间的边界,所以你会期望没有边界的恒星表现不同。这篇论文在很多方面表明,一旦你适应了它们的特性,它们就会表现得像太阳。”

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