Met behulp van gegevens verzameld door NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en telescopen in Hawaï en Colorado hebben astronomen een periodiek patroon van magnetische activiteit op een rode dwergster gedetecteerd, wat erop kan duiden dat deze een omkering van het poolveld nadert.

De rode dwergtelevisie AU Microscopii (afgekort AU Mic), 32 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Microscopium (de microscoop), is een kleine, zwakke, koele ster die slechts ongeveer een tiende van de massa van onze zon heeft. Net als onze zon zijn rode dwergen onderhevig aan perioden van intense magnetische activiteit, waaronder sterrenvlekken en zonnevlammen.

Een team van astronomen onder leiding van Yuta Notsu, een JSPS Overseas Research Fellow bij de Subaru Telescope en het National Astronomical Observatory van Japan, wilde de mechanismen onderzoeken die de activiteitscycli bij rode dwergen aansturen. Een bijzonder interessegebied was de vraag of rode dwergen magnetische veldomkeringen ervaren, vergelijkbaar met wat wordt waargenomen in de zon.

Magnetische omkeringen vinden plaats wanneer de magnetische noord- en zuidpolen van een ster van plaats wisselen, waardoor in wezen het hele magnetische veld wordt omgedraaid. Het magnetische veld van de zon heeft een cyclus van elf jaar en keert elke 5,5 tot 6 jaar van polariteit om.

Het is echter onbekend hoe magnetische omkeringen plaatsvinden bij rode dwergen. De meeste eerdere waarnemingen hebben zich geconcentreerd op jongere, sneller roterende rode dwergen die complexe veldoscillaties van korte duur zouden kunnen verbergen, vergelijkbaar met hoe een snel draaiende tol wiebelt. Dit maakt het moeilijk om de werkelijke rotatiesnelheid en daarmee de magnetische cyclus van deze sterren te begrijpen.

AU Mic bood astronomen een unieke kans om dit fenomeen te bestuderen, omdat het een relatief oude (5 tot 10 miljard jaar) en dus langzaam roterende rode dwerg is. Notsu legde uit dat "het bekend is dat AU Mic een rotatieperiode van 4,8 dagen heeft, wat lang genoeg is om de complexe rotatie en magnetische activiteit te scheiden."

De astronomen hebben vier jaar lang TESS-fotometrische gegevens met hoge frequentie verkregen. Gecombineerd met bijna acht jaar spectroscopische waarnemingen met behulp van de High Dispersion Spectrograph (HDS) van de Subaru Telescope, en aanvullende metingen gedaan met behulp van de EXPRES-spectrograaf op de Lowell Discovery Telescope in Arizona, hebben ze zorgvuldig de bijdragen van de rotatie van de ster en de magnetische plekken ontwarren om de sterren beter te kunnen meten. AU Mic's magnetische cyclus en volg de oppervlakteactiviteit.

De onderzoekers ontdekten drie volledige magnetische cycli die de vierjarige TESS-tijdbasis bestrijken, en vonden significante veranderingen tijdens de laatste cyclus. Notsu merkte op:"De amplitude van de vlekken veranderde geleidelijk, en de hemisferische asymmetrie van de vlekverdeling veranderde ook van teken, wat suggereert dat de magnetische polariteit van de vlekken mogelijk is omgekeerd."

Door de gegevens verder te analyseren schatte het team de volledige magnetische cyclus van AU Mic op ongeveer 13,5 jaar. De activiteit van AU Mic vertoonde ook kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van zonnevlekken, waaronder sterke magnetische velden van meer dan enkele duizenden Gauss, het ontstaan ​​en verval over twee tot drie maanden, en de neiging dat vlekactiviteit zich concentreert op specifieke breedtegraden van de ster.

Het onderzoek suggereert dat er ook omkeringen van het poolveld zouden kunnen optreden op AU Mic, hoewel een langere observationele basislijn nodig zou zijn om dit definitief te bevestigen. Toekomstige studies met grotere telescopen, zoals de Thirty Meter Telescope, die momenteel in aanbouw is op Maunakea op Hawaï, kunnen astronomen in staat stellen bewijs te verzamelen van een omkering van de polariteit en de precieze aard te meten van de cyclus die de activiteit aandrijft.