Röntgenstraling van astrosferen gedetecteerd

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Kristina Kislyakova, senior wetenschapper bij de afdeling astrofysica van de Universiteit van Wenen, heeft voor het eerst de röntgenstraling van de astrosferen rond drie zonachtige sterren gedetecteerd, zogenaamde hoofdreekssterren. zijn sterren in de bloei van hun leven, en heeft dergelijke winden dus voor het eerst direct geregistreerd, waardoor ze beperkingen kunnen stellen aan het massaverlies van de sterren via hun sterwinden.

Deze resultaten, gebaseerd op waarnemingen met de XMM-Newton ruimtetelescoop, worden momenteel gepubliceerd in Nature Astronomy . De onderzoekers observeerden met XMM-Newton de spectrale vingerafdrukken (zogenaamde spectraallijnen) van de zuurstofionen en konden de hoeveelheid zuurstof en uiteindelijk de totale massa van de door de sterren uitgezonden sterrenwind bepalen.

Voor de drie sterren met gedetecteerde astrosferen, genaamd 70 Ophiuchi, epsilon Eridani en 61 Cygni, schatten de onderzoekers hun massaverlies op respectievelijk 66,5 ± 11,1, 15,6 ± 4,4 en 9,6 ± 4,1 keer het massaverlies van de zon. Dit betekent dat de winden van deze sterren veel sterker zijn dan de zonnewind, wat mogelijk verklaard kan worden door de sterkere magnetische activiteit van deze sterren.

"In het zonnestelsel is de emissie van ladingsuitwisseling door zonnewind waargenomen door planeten, kometen en de heliosfeer, wat een natuurlijk laboratorium biedt om de samenstelling van de zonnewind te bestuderen", legt de hoofdauteur van het onderzoek, Kislyakova, uit.

‘Het waarnemen van deze emissie van verre sterren is veel lastiger vanwege de zwakte van het signaal. Bovendien maakt de afstand tot de sterren het erg moeilijk om het door de astrosfeer uitgezonden signaal te ontwarren van de daadwerkelijke röntgenstraling van de sterren. ster zelf, waarvan een deel door instrumentele effecten 'verspreid' wordt over het gezichtsveld van de telescoop.

‘We hebben een nieuw algoritme ontwikkeld om de stellaire en astrosferische bijdragen aan de emissie te ontwarren en hebben ladingsuitwisselingssignalen gedetecteerd die afkomstig zijn van stellaire windzuurstofionen en het omringende neutrale interstellaire medium van drie hoofdreekssterren.

‘Dit is de eerste keer dat röntgenladingsuitwisselingsemissie uit astrosferen van dergelijke sterren is gedetecteerd. Onze geschatte massaverliespercentages kunnen worden gebruikt als maatstaf voor stellaire windmodellen en kunnen ons beperkte observationele bewijs voor de winden van zonachtige winden uitbreiden. sterren."

Co-auteur Manuel Güdel, eveneens van de Universiteit van Wenen, voegt daaraan toe:‘Er zijn de afgelopen dertig jaar wereldwijd pogingen ondernomen om de aanwezigheid van winden rond zonachtige sterren te onderbouwen en hun sterke punten te meten, maar tot nu toe is er alleen maar indirect bewijs gevonden, gebaseerd op hun secundaire winden. effecten op de ster of zijn omgeving wezen op het bestaan ​​van dergelijke winden; onze groep probeerde eerder radio-emissie van de wind te detecteren, maar kon alleen bovengrenzen stellen aan de windsterkte terwijl ze de wind zelf niet detecteerde.

"Onze nieuwe op röntgenstraling gebaseerde resultaten maken de weg vrij voor het direct vinden en zelfs in beeld brengen van deze winden en het bestuderen van hun interacties met omringende planeten."

"In de toekomst zal deze methode voor directe detectie van stellaire winden in röntgenstraling worden vergemakkelijkt dankzij toekomstige instrumenten met hoge resolutie, zoals de X-IFU-spectrometer van de Europese Athena-missie", legt CNRS-onderzoeker Dimitra Koutroumpa, co-auteur, uit. van de studie.

"De hoge spectrale resolutie van X-IFU zal de fijnere structuur en emissieverhouding van de zuurstoflijnen (evenals andere zwakkere lijnen) oplossen, die moeilijk te onderscheiden zijn met de CCD-resolutie van XMM, en extra beperkingen opleggen aan het emissiemechanisme; thermisch emissie van de sterren, of niet-thermische ladingsuitwisseling van de astrosferen."

Meer informatie: Röntgendetectie van astrosferen rond drie hoofdreekssterren en hun massaverliespercentages., Natuurastronomie (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02222-x

Journaalinformatie: Natuurastronomie

Aangeboden door Universiteit van Wenen