Sterren vertragen

Pin
Send
Share
Send

Een van de langdurige uitdagingen in de stellaire astronomie is uitleggen waarom sterren zo langzaam draaien. Om dit rotatieremmen te verklaren, hebben astronomen een interactie opgeroepen tussen het magnetische veld van de vormende ster en de vormende accretieschijf. Deze interactie zou de ster vertragen, waardoor een verdere ineenstorting kan plaatsvinden. Deze verklaring is nu meer dan 40 jaar oud, maar hoe is deze opgehouden bij het ouder worden?

Een van de grootste uitdagingen bij het testen van deze theorie is dat het voorspellingen maakt die direct toetsbaar zijn. Tot voor kort konden astronomen circumstellaire schijven rond nieuw gevormde sterren niet rechtstreeks waarnemen. Om dit te omzeilen, hebben astronomen statistische enquêtes gebruikt, op zoek naar de aanwezigheid van deze schijven indirect. Omdat stofschijven worden verwarmd door de vormende ster, zullen systemen met deze schijven extra emissie hebben in het infraroodgedeelte van de spectra. Volgens de magnetische remtheorie zouden jonge sterren met schijven langzamer moeten draaien dan die zonder. Deze voorspelling werd in 1993 bevestigd door een team van astronomen onder leiding van Suzan Edwards aan de Universiteit van Massachusetts, Amherst. Talloze andere studies bevestigden deze algemene bevindingen, maar voegden een extra laag toe aan het beeld; sterren worden door hun schijven vertraagd tot een periode van ~ 8 dagen, maar naarmate de schijven verdwijnen, blijven de sterren inzakken en draaien ze op tot een periode van 1-2 dagen.

Een andere interessante bevinding uit deze studies is dat de effecten het meest uitgesproken lijken voor sterren met een hogere massa. Toen soortgelijke studies werden uitgevoerd op jonge sterren in de Orion- en Adelaarsnevels, ontdekten onderzoekers dat er geen scherp onderscheid was tussen sterren met of zonder schijven voor sterren met een lage massa. Door bevindingen als deze zijn astronomen begonnen zich af te vragen hoe universeel het magnetische schijfremmen is.

Een van de andere stukjes informatie waarmee astronomen konden werken, was het besef rond 1970 dat er een scherpe kloof was in rotatiesnelheden tussen sterren met een hoge massa en sterren met een lagere massa rond de F-spectraalklasse. Dit fenomeen was bijna tien jaar eerder verwacht toen Evry Schatzman voorstelde dat de sterrenwind zou interageren met het eigen magnetische veld van de ster om weerstand te creëren. Aangezien deze latere spectraalklasse-sterren meer actieve magnetische velden hadden, zou het remeffect voor deze sterren belangrijker zijn.

Astronomen hadden dus nu twee effecten die de rotatiesnelheid van sterren zouden kunnen vertragen. Gezien het stevige theoretische en observationele bewijs voor elk van hen, waren ze allebei waarschijnlijk 'juist', dus werd de vraag welke dominant was in welke omstandigheid. Deze vraag is er een waar astronomen nog steeds mee worstelen.

Om de vraag te helpen beantwoorden, zullen astronomen beter moeten begrijpen hoeveel elk effect aan het werk is bij individuele sterren in plaats van alleen bij grote bevolkingsonderzoeken, maar dit is lastig. De belangrijkste methode die wordt gebruikt om schijfvergrendeling te onderzoeken, is om te onderzoeken of de binnenrand van de schijf vergelijkbaar is met de straal waarmee een object in een Keplariaanse baan een vergelijkbare hoeksnelheid zou hebben als de ster. Als dat zo is, zou dit betekenen dat de ster volledig is vergrendeld met de binnenrand van de schijf. Het meten van deze twee waarden is echter makkelijker gezegd dan gedaan. Om de waarden te vergelijken, moeten astronomen duizenden potentiële ster- / schijfmodellen construeren waarmee ze de waarnemingen kunnen vergelijken.

In een recent artikel gebruikten astronomen deze techniek op IC 348, een jonge open cluster. Uit hun analyse bleek dat ~ 70% van de sterren magnetisch was vergrendeld met de schijf. Van de resterende 30% werd echter vermoed dat ze binnenste schijfstralen hadden buiten het bereik van het magnetische veld en dus niet beschikbaar waren voor schijfremmen. Deze resultaten zijn echter enigszins dubbelzinnig. Hoewel het sterke aantal aan hun schijven gebonden sterren het remmen van de schijf ondersteunt als een belangrijk onderdeel van de rotatie-evolutie van de sterren, maakt het niet uit of het momenteel een dominant kenmerk is. Zoals eerder vermeld, kunnen veel van de sterren bezig zijn met het verdampen van de schijven, waardoor de ster opnieuw kan draaien. Het is ook niet duidelijk of de 30% van de sterren zonder bewijs van schijfvergrendeling in het verleden was vergrendeld.

Dit soort onderzoek is slechts één stuk van een grotere puzzel. Hoewel de details ervan niet volledig zijn uitgewerkt, is het duidelijk dat deze magnetische remeffecten, zowel met schijven als met stellaire winden, een significant effect hebben op het vertragen van de hoeksnelheid van sterren. Dit druist volledig in tegen de veelvuldige creationistische bewering dat "[t] hier geen bekend mechanisch proces is dat deze overdracht van momentum zou kunnen bewerkstelligen".

Pin
Send
Share
Send