Astronomer har länge förstått att det finns en koppling mellan en stjärns magnetiska aktivitet och mängden röntgenstrålar som den avger. När stjärnorna är unga är de magnetiskt aktiva på grund av att de genomgår snabb rotation. Men med tiden förlorar stjärnorna rotationsenergi och deras magnetfält försvagas. Samtidigt börjar deras tillhörande röntgenutsläpp också minska.
Intressant nog kan detta förhållande mellan en stjärns magnetiska aktivitet och röntgenutsläpp vara ett sätt att hitta potentiellt bebodda stjärnsystem. Därför genomförde en internationell grupp som leddes av forskare från Queen's University Belfast en studie där de katalogiserade röntgenaktiviteten för 24 solliknande stjärnor. På så sätt kunde de avgöra hur gästvänliga dessa stjärnsystem kunde vara i livet.
Denna studie, med titeln "En förbättrad åldersaktivitet för coola stjärnor äldre än ett Gigayear", dykte nyligen upp i Månadsmeddelanden från Royal Astronomical Society. Ledd av Rachel Booth, en doktorand från Astrofysikforskningscentret vid Queen's University Belfast, använde teamet data från NASA: s Chandra röntgenobservatorium och ESA: s XMM-Newton för att undersöka hur röntgenstrålningen för 24 solliknande stjärnor förändrades över tid.
För att förstå hur stjärnmagnetisk aktivitet (och därmed röntgenaktivitet) förändras över tid kräver astronomer exakta åldersbedömningar för många olika stjärnor. Detta har varit svårt tidigare, men tack vare uppdrag som NASA: s Kepler Space Observatory och ESA: s Convection, Rotation and Planetary Transits (CoRoT) -uppdrag har nya och exakta åldersberäkningar blivit tillgängliga de senaste åren.
Med hjälp av dessa åldersberäkningar förlitade sig Booth och hennes kollegor på data från röntgenobservatoriet Chandra och OMM-obervatoriet XMM-Newton för att undersöka 24 stjärnor i närheten. Dessa stjärnor var alla likartade i massa som vår sol (en huvudsaklig gul dvärgstjärna av G-typ) och minst 1 miljard år. Från detta bestämde de att det fanns en tydlig koppling mellan stjärns ålder och deras röntgenutsläpp. Som de säger i sin studie:
”Vi hittar 14 stjärnor med detekterbara röntgenstrålkastare och använder dessa för att kalibrera åldersaktivitetsförhållandet. Vi hittar en relation mellan stjärna röntgenljusstyrka, normaliserat av stjärnytan och ålder som är brantare än förhållandena som hittas för yngre stjärnor… ”
Kort sagt, av de 24 stjärnorna i deras stickprov, fann teamet att 14 hade röntgenutsläpp som var synliga. Från dessa kunde de beräkna stjärnans ålder och fastställa att det fanns ett samband mellan deras livslängd och ljusstyrka. I slutändan visade detta att stjärnor som vår sol sannolikt avger mindre strålning med hög energi när de överstiger 1 miljard år i ålder.
Och medan orsaken till detta inte är helt tydliga, undersöker astronomer för närvarande olika möjliga orsaker. En möjlighet är att för äldre stjärnor sker minskningen av spinnhastigheten snabbare än för yngre stjärnor. En annan möjlighet är att röntgenens ljusstyrka minskar snabbare för äldre, långsammare roterande stjärnor än för yngre, snabbare.
Oavsett orsaken kan förhållandet mellan en stjärnålder och dess röntgenutsläpp ge astronomer och exoplanetjägare ett annat verktyg för att mäta ett systems möjliga livsmässighet. Oavsett var en stjärna av G-typ eller K-typ kan hittas, kan kännan om stjärns ålder hjälpa till att sätta begränsningar för eventuella planeten för planeter som går i bana.
