Звездное пятно

Звездное явление

Звездные пятна — это звездные явления , названные так по аналогии с солнечными пятнами . Пятна, столь же маленькие, как солнечные, не были обнаружены на других звездах, поскольку они вызывали бы необнаружимо малые колебания яркости. Обычно наблюдаемые звездные пятна в целом намного больше, чем на Солнце : ими может быть покрыто до 30% поверхности звезды, что соответствует звездным пятнам в 100 раз большим, чем на Солнце.

Обнаружение и измерения

Для обнаружения и измерения размеров звездных пятен используются несколько типов методов.

• Для быстро вращающихся звезд – доплеровское картирование и зееман-доплеровское картирование . ^[1] С помощью метода зееман-доплеровского картирования можно определить направление магнитного поля звезд, поскольку спектральные линии расщепляются в соответствии с эффектом Зеемана , показывая направление и величину поля.
• Для медленно вращающихся звезд – отношение глубины линии (LDR). Здесь измеряются две разные спектральные линии, одна чувствительная к температуре, а другая – нет. Поскольку звездные пятна имеют более низкую температуру, чем их окружение, чувствительная к температуре линия изменяет свою глубину. Из разницы между этими двумя линиями можно рассчитать температуру и размер пятна с точностью измерения температуры 10К.
• Для затменных двойных звезд – Eclipse Mapping создает изображения и карты пятен на обеих звездах. ^[2]
• Для гигантских двойных звезд - интерферометрия со сверхдлинной базой ^{[3] [4]}
• Для звезд с транзитными экзопланетами – Изменения кривой блеска. ^[5]

Температура

Наблюдаемые звездные пятна имеют температуру, которая в целом на 500–2000 кельвинов холоднее, чем звездная фотосфера . Эта разница температур может привести к изменению яркости до 0,6 звездной величины между пятном и окружающей поверхностью. Также, по-видимому, существует связь между температурой пятна и температурой звездной фотосферы, что указывает на то, что звездные пятна ведут себя одинаково для разных типов звезд (наблюдается у карликов G–K ).

Продолжительность жизни

Продолжительность жизни звездного пятна зависит от его размера.

• Для небольших пятен время жизни пропорционально их размеру, подобно пятнам на Солнце ^{. [6]}
• Для больших пятен размеры зависят от дифференциального вращения звезды, но есть некоторые указания на то, что большие пятна, которые вызывают изменения блеска, могут сохраняться в течение многих лет даже в звездах с дифференциальным вращением. ^[6]

Циклы активности

Распределение звездных пятен по поверхности звезды меняется аналогично солнечному случаю, но отличается для разных типов звезд, например, в зависимости от того, является ли звезда двойной или нет. Тот же тип циклов активности, который обнаружен для Солнца, можно увидеть и для других звезд, что соответствует солнечному (2 раза) 11-летнему циклу.

минимум Маундера

Некоторые звезды могут иметь более длительные циклы, возможно, аналогичные минимуму Маундера для Солнца, который длился 70 лет, например, некоторые кандидаты на минимум Маундера — 51 Пегаса , ^[7] HD 4915 ^[8] и HD 166620. [ ^{9] [10]}

Циклы триггеров

Другой цикл активности — так называемый цикл флип-флоп, который подразумевает, что активность на каждом полушарии смещается с одной стороны на другую. Те же явления можно наблюдать на Солнце с периодами 3,8 и 3,65 года для северного и южного полушарий. Явления флип-флоп наблюдаются как для двойных звезд RS CVn, так и для одиночных звезд, хотя протяженность циклов различна для двойных и одиночных звезд.

Примечания

1. Кэмерон 2008
2. Кэмерон 2008. Фильмы затмения показывают пятна на двух снимках двойных звезд.
3. Паркс Дж. и др. (24 мая 2021 г.). «Интерферометрическая визуализация λ Андромеды: доказательства наличия звездных пятен и вращения». The Astrophysical Journal . 913 (1): 54. Bibcode :2021ApJ...913...54P. doi : 10.3847/1538-4357/abb670 . S2CID  235286160.
4. Кончади Т (23 июня 2021 г.). «Поиск пятен с помощью интерферометрии». AASnova .
5. Санчис-Охеда, Роберто; Винн, Джошуа Н.; Марси, Джеффри В.; и др. (2013). «Kepler-63b: гигантская планета на полярной орбите вокруг молодой звезды, подобной Солнцу». The Astrophysical Journal . 775 (1): 54. arXiv : 1307.8128 . Bibcode :2013ApJ...775...54S. doi :10.1088/0004-637X/775/1/54. ISSN  0004-637X. S2CID  36615256.
6. Бердюгина 5.3 Продолжительность жизни
7. Poppenhäger, K.; Robrade, J.; Schmitt, JHMM; Hall, JC (2009-12-01). "51 Pegasi – кандидат на минимум Маундера, несущий планету". Astronomy & Astrophysics . 508 (3): 1417–1421. arXiv : 0911.4862 . Bibcode :2009A&A...508.1417P. doi :10.1051/0004-6361/200912945. ISSN  0004-6361. S2CID  118626420.
8. Шах, Шивани П.; Райт, Джейсон Т.; Айзексон, Говард; Говард, Эндрю; Кертис, Джейсон Л. (16.08.2018). "HD 4915: Кандидат на минимум Маундера". The Astrophysical Journal . 863 (2): L26. arXiv : 1801.09650 . Bibcode : 2018ApJ...863L..26S. doi : 10.3847/2041-8213/aad40c . ISSN  2041-8213. S2CID  119358595.
9. Баум, Анна К.; Райт, Джейсон Т.; Лун, Джейкоб К.; Айзексон, Ховард (01.04.2022). «Пять десятилетий хромосферной активности в 59 звездах, похожих на Солнце, и кандидат на минимум Нью-Маундера HD 166620». The Astronomical Journal . 163 (4): 183. arXiv : 2203.13376 . Bibcode : 2022AJ....163..183B. doi : 10.3847/1538-3881/ac5683 . ISSN  0004-6256. S2CID  247613714.
10. "Астрономы впервые наблюдают, как звезда входит в "минимум Маундера"". Physics World . 2022-04-05 . Получено 2022-04-06 .

Ссылки

• Кэмерон, Эндрю Коллиер. «Картографирование звездных пятен и магнитных полей холодных звезд». Университет Сент-Эндрюс . Получено 28.08.2008 .(объясняет, как работает допплеровская визуализация)
• Бердюгина, Светлана В. (2005). "Звездные пятна: ключ к звездному динамо". Living Reviews in Solar Physics . 2 (8). Институт астрономии ETHZ, Общество Макса Планка : 8. Bibcode : 2005LRSP....2....8B. doi : 10.12942/lrsp-2005-8 . S2CID  54791515. Получено 28.08.2008 .
• К.Г. Штрассмайер (1997), Актив Стерн. Лаборатория солнечной астрофизики, Springer, ISBN 3-211-83005-7 

Дальнейшее чтение

• Штрассмейр, Клаус Г. (сентябрь 2009 г.). «Звездные пятна». The Astronomy and Astrophysics Review . 17 (3): 251–308. Bibcode :2009A&ARv..17..251S. doi : 10.1007/s00159-009-0020-6 .