Rallentamento delle stelle

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Una delle sfide di lunga data nell'astronomia stellare, sta spiegando perché le stelle ruotano così lentamente. Per spiegare questa frenata rotazionale, gli astronomi hanno invocato un'interazione tra il campo magnetico della stella che sta formando e formando il disco di accrescimento. Questa interazione rallenterebbe la stella consentendo un ulteriore collasso. Questa spiegazione ha ormai più di 40 anni, ma come ha resistito con l'età?

Una delle maggiori sfide per testare questa teoria è quella di fare previsioni direttamente verificabili. Fino a poco tempo fa, gli astronomi non erano in grado di osservare direttamente i dischi circumstellari attorno alle stelle di nuova formazione. Per ovviare a questo, gli astronomi hanno utilizzato sondaggi statistici, cercando indirettamente la presenza di questi dischi. Poiché i dischi di polvere saranno riscaldati dalla stella di formazione, i sistemi con questi dischi avranno un'emissione aggiuntiva nella parte infrarossa degli spettri. Secondo la teoria della frenata magnetica, le giovani stelle con dischi dovrebbero ruotare più lentamente di quelle senza. Questa previsione è stata confermata nel 1993 da un team di astronomi guidato da Suzan Edwards presso l'Università del Massachusetts, Amherst. Numerosi altri studi hanno confermato questi risultati generali, ma hanno aggiunto un ulteriore strato al quadro; le stelle vengono rallentate dai loro dischi per un periodo di ~ 8 giorni, ma man mano che i dischi si dissipano, le stelle continuano a collassare, ruotando fino a un periodo di 1-2 giorni.

Un altro risultato interessante di questi studi è che gli effetti sembrano essere più pronunciati per le stelle di massa superiore. Quando studi simili sono stati condotti su giovani stelle nelle nebulose di Orione ed Aquila, i ricercatori hanno scoperto che non vi era alcuna netta distinzione tra stelle con o senza dischi per stelle di bassa massa. Risultati come questi hanno fatto sì che gli astronomi iniziassero a chiedersi quanto sia universale la frenatura del disco magnetico.

Una delle altre informazioni con cui gli astronomi potevano lavorare era la realizzazione intorno al 1970 che vi era una netta divisione delle velocità di rotazione tra stelle di massa elevata e masse inferiori intorno alla classe spettrale F. Questo fenomeno era stato anticipato quasi un decennio prima quando Evry Schatzman aveva proposto che il vento stellare avrebbe interagito con il campo magnetico della stella per creare resistenza. Poiché queste stelle di classe spettrale successive tendevano ad avere campi magnetici più attivi, l'effetto frenante sarebbe più importante per queste stelle.

Quindi gli astronomi ora avevano due effetti che potevano servire a rallentare la velocità di rotazione delle stelle. Date le solide prove teoriche e osservazionali per ciascuno di essi, entrambi erano probabilmente "giusti", quindi è diventata la questione quale fosse la dominante in quale circostanza. Questa domanda è una con cui gli astronomi stanno ancora lottando.

Per aiutare a rispondere alla domanda, gli astronomi dovranno acquisire una migliore comprensione di quanto ciascun effetto è attivo nelle singole stelle invece di semplici sondaggi sulla popolazione, ma farlo è complicato. Il metodo principale utilizzato per esaminare il bloccaggio del disco è esaminare se il bordo interno del disco è simile al raggio a cui un oggetto in un'orbita di Keplarian avrebbe una velocità angolare simile alla stella. In tal caso, ciò implicherebbe che la stella è completamente bloccata con il bordo interno del disco. Tuttavia, misurare questi due valori è più facile a dirsi che a farsi. Per confrontare i valori, gli astronomi devono costruire migliaia di potenziali modelli stella / disco rispetto ai quali confrontare le osservazioni.

In un recente articolo gli astronomi hanno utilizzato questa tecnica su IC 348, un giovane ammasso aperto. La loro analisi ha mostrato che circa il 70% delle stelle era bloccato magneticamente con il disco. Tuttavia, si sospettava che il restante 30% avesse raggi del disco interno oltre la portata del campo magnetico e quindi non disponibili per la frenata del disco. Tuttavia, questi risultati sono alquanto ambigui. Mentre il forte numero di stelle legate ai loro dischi supporta la frenata del disco come componente importante dell'evoluzione rotazionale delle stelle, non distingue se attualmente sia una caratteristica dominante. Come precedentemente affermato, molte delle stelle potrebbero essere in procinto di evaporare i dischi, permettendo alla stella di ruotare di nuovo. Inoltre, non è chiaro se il 30% delle stelle senza evidenza di blocco del disco sia stato bloccato in passato.

Ricerche come questa sono solo un pezzo di un puzzle più grande. Anche se i dettagli non sono completamente chiariti, è evidente che questi effetti di frenata magnetica, sia con i dischi che con i venti stellari, hanno un effetto significativo sul rallentamento della velocità angolare delle stelle. Ciò è del tutto contrario alla frequente affermazione del creazionista secondo cui "[t] qui non è noto [sic] processo meccanico che potrebbe realizzare [sic] questo trasferimento di quantità di moto".

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