Astronomen dachten dat sterren met een lage massa ook een veel kleiner magnetisch veld zouden hebben. Dat blijkt niet zo te zijn. Bij sommige sterren is het magnetisme juist veel sterker dan gedacht. Die ontdekking zet de huidige modellen op zijn kop.
Het magnetische veld aan het oppervlak van sterren, zoals onze zon, wordt veroorzaakt door de draaiing van de ster. Het werkt als een soort dynamo. Tot nu toe werd gedacht dat sterren met een lage massa – lager dan onze zon die ofwel zeer snel of relatief langzaam ronddraaien – heel weinig magnetische activiteit vertoonden. Het maakte dat astronomen ervan uitgingen dat ze ideale gastheren zouden zijn voor potentieel bewoonbare planeten.
Veel te veel straling
Maar een nieuwe studie gooit roet in het eten. Daarin omschrijven wetenschappers een mechanisme waarbij het oppervlak en de kern van de ster eerst met dezelfde snelheid ronddraaien en daarna niet meer, waardoor ze langzaam uit elkaar gaan lopen. Dit proces kan verklaren waarom magnetische velden op koele sterren steeds sterker worden. Dit heeft weer tot gevolg dat hun straling gedurende miljarden jaren in kracht toeneemt wat impact heeft op de bewoonbaarheid van exoplaneten die om deze sterren cirkelen.
Wat deze ontdekking extra bijzonder maakt, is dat hij zonder de ontwikkeling van nieuwe technologie voor magnetische metingen niet mogelijk was geweest. “Hoewel sterren met een lage massa de meest voorkomende sterren zijn in de Melkweg en vaak gastheer van exoplaneten, weten wetenschappers er relatief weinig over”, vertelt hoofdonderzoeker Lyra Cao van de Ohio State University.
Niet alle sterren zijn hetzelfde
Decennialang gingen astronomen ervan uit dat de fysische processen van sterren met een lage massa hetzelfde waren als die van grotere sterren zoals onze zon. Doordat sterren geleidelijk hun impulsmoment (de hoeveelheid draaibeweging) verliezen naarmate ze minder hard draaien, kunnen astronomen de draaiing van sterren gebruiken om de fysische processen ervan beter te begrijpen en te achterhalen hoe ze interacteren met hun exoplaneten en verdere omgeving.
De astronomen besloten 136 sterren in sterrenhoop M44 te bestuderen, ook wel Praesepe of de Beehive-cluster genoemd. Met behulp van de nieuwe techniek ontdekten ze al snel dat de magnetische velden van de sterren met een lage massa veel sterker waren dan de huidige modellen konden verklaren.
Veel afwijkende sterren
Uit eerder onderzoek bleek al dat er in het Beehive-cluster veel sterren zitten die ingaan tegen de bestaande theorieën over de ontwikkeling van de rotatie van sterren, maar de ontdekking van Cao gaat nog een stapje verder: ook de magnetische velden van deze sterren zijn heel anders – namelijk veel sterker – dan gedacht op basis van de huidige modellen.
“Het was geweldig om een verband te zien tussen het sterker wordende magnetisme en de afwijkende rotaties”, zegt Cao. “Het maakt duidelijk dat er hier een stukje interessante natuurkunde aan het werk is.”
Synchronisatie
De onderzoekers kwamen ook met de hypothese dat het proces van synchronisatie tussen de kern van de ster en het oppervlak mogelijk een magnetisme laat ontstaan in deze sterren dat een heel andere oorsprong heeft dan het magnetisme dat we op de zon zien. “We hebben bewijs gevonden dat er een ander soort dynamomechanisme het magnetisme van deze sterren aandrijft”, zegt Cao. “Deze studie laat zien dat sterrenfysica verrassende gevolgen kan hebben voor andere onderzoeksvelden.”
Volgens de wetenschappers hebben hun bevindingen belangrijke implicaties voor ons begrip van de astrofysica, vooral als het gaat om onze zoektocht naar leven op andere planeten. “Sterren met zo’n sterk magnetisch veld gaan hun planeten waarschijnlijk bestoken met hoogenergetische straling”, legt Cao uit. “Dit effect houdt vermoedelijk miljarden jaren aan voor sommige sterren dus het is belangrijk om te snappen wat dit betekent voor onze ideeën van bewoonbaarheid.”
Gerichter zoeken
Maar deze resultaten moeten ons niet weerhouden van een zoektocht naar buitenaards leven, aldus de onderzoekers. Met verder onderzoek kan de ontdekking juist helpen om gerichter te zoeken naar planeten die mogelijk bewoonbaar zijn. En hier op Aarde kunnen de bevindingen leiden tot betere simulaties en theoretische modellen van de evolutie van sterren.
“Het volgende dat we moeten doen is verifiëren dat deze sterkere magnetische velden op een veel grotere schaal voorkomen”, besluit Cao. “Als we begrijpen wat er binnenin deze sterren gebeurt als ze dit versterkte magnetisme ervaren, gaat dit de wetenschap in een nieuwe richting sturen.”
