Sinds de tweede Gaia-gegevensrelease op 25 april 2018, astrofysici beschikken over een ongekende schat aan informatie, niet alleen over afstanden en bewegingen van sterren in de melkweg, maar ook op vele andere stellaire parameters die zijn ontstaan ​​door gebruik te maken van de instrumenten aan boord van de satelliet en de unieke kenmerken van de missie. Meerdere waarnemingen van dezelfde ster, nodig om zijn afstand en beweging af te leiden, produceerde ook parameters met betrekking tot stellaire variabiliteit. Gegevens voor sterren met vlekken op het oppervlak vergelijkbaar met die op onze zon, vooral, geven informatie over hun rotatieperiode en over hun magnetische velden aan het oppervlak. Stellaire vlekken gegenereerd door magnetische velden aan het oppervlak moduleren de stellaire helderheid terwijl deze draait, waardoor het mogelijk is de rotatieperiode van de ster af te leiden en een indicatie te geven van zijn magnetische activiteit. Het grote aantal waargenomen sterren maakte het mogelijk om te produceren, met alleen de eerste 22 maanden van Gaia-waarnemingen, de grootste dataset op rotatie tot nu toe, met rotatieperiode en modulatieamplitude van ongeveer 150, 000 zonne-achtige sterren.

Toen wetenschappers de nieuwe Gaia-dataset voor rotatiemodulatie van zonneachtige sterren inspecteerden, ze verwachtten een algemene afname van de modulatie-amplitude te vinden met toenemende periode, met misschien een knie die een snellere rotatie scheidt, "verzadigd" regime, waarin magnetische activiteit zwak afhankelijk is van rotatie, van een langzamere rotatie, "onverzadigd" regime, waarin magnetische activiteit sterker afhankelijk is van rotatie. Inderdaad, het bestaan ​​van een dergelijke trend is duidelijk vastgesteld op grond van waarnemingen op de grond, en het werd onlangs bevestigd door de waarnemingen van de Kepler-satelliet. Tot hun verbazing, echter, de Gaia-gegevens onthulden in plaats daarvan een ander en volledig onverwacht beeld. De rijkdom van de gegevens maakte het mogelijk om te onthullen, Voor de eerste keer, handtekeningen van verschillende oppervlakte-inhomogeniteitsregimes in het amplitude-periodedichtheidsdiagram. Deze regimes produceren clustering van gegevens in zo'n diagram dat alleen de rijkdom van de Gaia-gegevens kan onthullen.

Het verzadigde regime bleek zelf uit twee takken te bestaan, bij hoge en lage amplitude, gescheiden door een duidelijke opening bij een rotatieperiode die korter is dan ongeveer twee dagen. De tak met lage amplitude loste zichzelf ook op in twee klonten, met een overdichtheid van gegevenspunten bij een rotatieperiode die korter is dan ongeveer een halve dag, die de ultrasnelle rotators (UFR's) definieert, en een andere overdichtheid bij een periode groter dan ongeveer 5 dagen, die, in vergelijking met Kepler-gegevens, wordt geïdentificeerd als het topje van het onverzadigde regime. Dergelijk bewijs daagt onverwacht en diepgaand onze kijk op de magneto-rotatie-evolutie van jonge zonne-achtige sterren uit en suggereert een nieuw scenario.

Nader onderzoek toonde aan dat de tak met hoge amplitude wordt bevolkt door jonge sterren die nog geen waterstof in hun kern hebben ontstoken. Sterren in de slow rotator-groep met lage amplitude worden geïdentificeerd als oudere onverzadigde sterren. Er wordt verwacht dat ultrasnelle rotators en de snellere sterren op de tak met hoge amplitude sterren zijn die op het punt staan ​​het waterstof in hun kern te ontsteken.

Naast het produceren van vlekken, magnetische velden aan het oppervlak in zonne-achtige sterren zijn ook verantwoordelijk voor stellaire spindown op toenemende leeftijd. Inderdaad, de magnetische velden genereren en controleren de sterrenwind, die het impulsmoment van de ster verwijdert. Er is, echter, een fase in de evolutie van een zonne-achtige ster waarin het kan draaien. Jonge zonne-achtige sterren die nog geen waterstof in hun kern hebben ontstoken, trekken samen, en hebben daarom de neiging om te draaien. In de vroege stadia van deze contractie, de spin-up wordt voorkomen door het verlies van impulsmoment door de interactie met de accretieschijf, waar planeten ontstaan. Wanneer planeten zich beginnen te vormen en het gas in de schijf verdwijnt, de ster wordt dan vrij om te draaien totdat de algehele samentrekkingsfase voorbij is. Daarna, de spin-up stopt en de ster begint te draaien.

Het plaatsen van sterren van bekende leeftijd en evolutionaire status in het Gaia-amplitude-periodedichtheidsdiagram maakt het mogelijk, daarom, om een ​​nieuw scenario te schetsen voor de magneto-rotatie-evolutie van jonge zonne-achtige sterren. In de eerdere fase van hun evolutie, wanneer ze worden geïdentificeerd als T Tauri-type met een dikke accretieschijf, sterren bevinden zich op de tak met hoge amplitude. Wanneer ze hun schijven beginnen te verdrijven, ze draaien op, hoewel ze nog steeds op de tak met hoge amplitude blijven totdat ze de waterstof in hun kernen ontsteken en stoppen met samentrekken. Sterren draaien vervolgens naar beneden als gevolg van het remmen veroorzaakt door magnetische velden, en ga naar de lage amplitude, langzame rotators regime. De overgang naar de slow-rotator, onverzadigd regime is enigszins discontinu, zoals blijkt uit de lagere dichtheid in het amplitude-periodedichtheidsdiagram. Dit geeft observationele ondersteuning voor het bestaan ​​van een magnetische overgang die recentelijk in de literatuur is voorgesteld.

De aanwezigheid van de ultrasnelle overdichtheid van de rotator bij lage amplitude, duidelijk gescheiden van de tak met hoge amplitude, en de afname van de dichtheid van de tak met hoge amplitude naar zeer korte perioden, suggereren een alternatieve magneto-rotatie-evolutie waarvoor er geen bewijs was voor Gaia. Sterren op de tak met hoge amplitude die dicht bij hun opbreeksnelheid draaien (d.w.z. wanneer de middelpuntvliedende kracht op de evenaar vergelijkbaar is met de zwaartekracht) ondergaan een zeer snelle magnetische overgang naar een meer axisymmetrische veldconfiguratie, wat een dramatische afname van de modulatie-amplitude veroorzaakt en ze in het ultrasnelle rotatorregime brengt. De zeer schaarse populatie die de ultrasnelle rotatorgroep verbindt met de slow-rotatorgroep met lage amplitude suggereert dat sterren in een langzamer tempo naar beneden draaien, en uiteindelijk opgaan in de slow-rotator-tak met lage amplitude.

Daarom, alle sterren convergeren uiteindelijk naar de lage-amplitude slow-rotator tak, d.w.z. aan het onverzadigde regime, waar de gemagnetiseerde windrem de stellaire spin-down regelt. Deze laatste fase van stellaire spin-down wordt actief onderzocht door de wetenschappelijke gemeenschap, omdat het een efficiënte methode kan zijn om de leeftijd van de ster af te leiden tijdens evolutionaire fasen wanneer andere stellaire parameters zeer weinig variëren. In dit opzicht, de amplitude-bimodaliteit die in de Gaia-gegevens wordt gevonden, helpt bij het identificeren van sterren die zich in het onverzadigde regime bevinden, wanneer deze "gyro-chronologie" kan worden toegepast.