Η κρίση μέσης ηλικίας του κοντινού αστεριού φωτίζει το μέλλον του δικού μας Ήλιου

Λίγο αφότου οι Ευρωπαίοι αστρονόμοι ανέπτυξαν τα πρώτα τηλεσκόπια στις αρχές του 17ου αιώνα, παρατήρησαν σκοτεινά σημεία που κηλιδώνουν την επιφάνεια του Ήλιου. Παρέδωσαν επίσης στους σύγχρονους διαδόχους τους ένα μυστήριο. Από το 1645 έως το 1715 περίπου, οι κηλίδες, που τώρα είναι γνωστές ως δείκτες ηλιακής δραστηριότητας, εξαφανίστηκαν. Συγκεντρώνοντας μετρήσεις ηλιακών κηλίδων και άλλες ιστορικές παρατηρήσεις, ο αστρονόμος Τζον Έντι κατέληξε στο συμπέρασμα πριν από σχεδόν 50 χρόνια ότι ο Ήλιος είχε πάρει ουσιαστικά έναν υπνάκο 70 ετών, τον οποίο ονόμασε Maunder Minimum από ένα ζευγάρι αστρονόμων που το είχε μελετήσει προηγουμένως.

Τώρα, φαίνεται ότι ο Ήλιος δεν είναι το μόνο αστέρι που παίρνει πολύ ύπνο. Χτίζοντας ένα αρχείο δεκαετιών με παρατηρήσεις μερικών δεκάδων άστρων σε συγκεκριμένα μήκη κύματος που εντοπίζουν την αστρική δραστηριότητα, μια ομάδα αστρονόμων εντόπισε ένα άλλο αστέρι που διανύει τη δική του περίοδο Maunder Minimum. "Είμαι πιο πεπεισμένη ότι αυτό είναι ένα αστέρι Maunder Minimum από οτιδήποτε άλλο έχω δει", λέει η Jennifer van Saders, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης, Manoa, η οποία δεν συμμετείχε στην ανακάλυψη.

Το εύρημα, που αναφέρθηκε σε προεκτύπωση τον περασμένο μήνα στο arXiv, θα μπορούσε να βοηθήσει να εξηγηθεί τι πυροδότησε την παράξενη συμπεριφορά του Ήλιου πριν από 400 χρόνια και υποδηλώνει ότι είναι πιθανά περισσότερα τέτοια επεισόδια. «Αυτός είναι ο τρόπος για να μελετήσουμε το παρελθόν και το μέλλον του Ήλιου», λέει ο van Saders. Προσθέτει ότι η ανακάλυψη υποστηρίζει μια θεωρία που έχει προωθήσει η ίδια και οι συνάδελφοί της:ότι τέτοια γεγονότα είναι ένα περιστασιακό σύμπτωμα μιας κρίσιμης μετάβασης στο μαγνητικό πεδίο αστεριών που μοιάζουν με τον Ήλιο περίπου στα μισά της ζωής τους - μια κρίση μέσης ηλικίας. Μερικοί αστρονόμοι εικάζουν ότι η μετάβαση του Ήλιου βοήθησε στην εμφάνιση της ζωής στη Γη και ότι η αναζήτηση για αστέρια σε παρόμοιο στάδιο θα μπορούσε να βοηθήσει στον εντοπισμό άλλων ηλιακών συστημάτων που ευνοούν τη σύνθετη ζωή.

Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες ότι η δραστηριότητα του Ήλιου μας αυξάνει και υποχωρεί σε έναν κύκλο περίπου 11 ετών, που αντιστοιχεί στο πόσο συχνά οι μαγνητικοί του πόλοι αντιστρέφουν τον προσανατολισμό τους. Κατά τη διάρκεια ενός ηλιακού μέγιστου, οι ηλιακές κηλίδες πολλαπλασιάζονται, σημειώνοντας αδύναμα σημεία στο μαγνητικό πεδίο, όπου το πλάσμα από την ατμόσφαιρα του Ήλιου μπορεί να εκτοξευθεί σε βίαιους βρόχους. Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει νεαρά αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο με παρόμοιους κύκλους και μεγαλύτερα που έχουν εντελώς σταθερή δραστηριότητα. Αλλά κανείς δεν είχε εντοπίσει ένα αστέρι ποδηλασίας να στρίβει ξαφνικά.

Το 2018, ως μέρος της προπτυχιακής έρευνας στο Pennsylvania State University, University Park, η Anna Baum ξεκίνησε να συνδυάσει παρατηρήσεις των ενδεικτικών μηκών κύματος από 59 αστέρια που ελήφθησαν από το Παρατηρητήριο Mount Wilson και το Παρατηρητήριο W. M. Keck για να δημιουργήσει μια 50χρονη χρονολογία των αστεριών. εξέλιξη. Κατά τη διάρκεια ενός κενού 7 ετών στα δεδομένα, ενώ ο Keck αναβάθμισε έναν ανιχνευτή, ένα αστέρι φάνηκε να παρουσιάζει μια δραστική μετατόπιση. Η δραστηριότητά του μετατράπηκε από το ποδήλατο σε μια περίοδο 17 ετών σε σχεδόν επίπεδη, και παρέμεινε έτσι τα τελευταία 18 χρόνια.

Η Μπάουμ σκέφτηκε στην αρχή ότι είχε κάνει ένα λάθος. ίσως τα παρατηρητήρια να κοιτούσαν ακόμη και δύο διαφορετικά αστέρια. Αλλά νωρίτερα φέτος, οι συνάδελφοί της συνάντησαν πρόσθετες παρατηρήσεις που κάλυπταν το κενό δεδομένων, καταγράφοντας τις εκπομπές του αστεριού καθώς μεταβαλλόταν από ενεργό σε αθόρυβο. Το σύνολο δεδομένων που ανακτήθηκαν «χτύπησε το τζάκποτ», λέει ο Jacob Luhn, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Irvine, και κύριος συγγραφέας της προεκτύπωσης.

Η ανακάλυψη ενισχύει μια δημοφιλή θεωρία σχετικά με το γιατί συμβαίνουν αυτές οι εκτεταμένες περίοδοι ηρεμίας. Τα αστέρια περιστρέφονται πιο αργά με την ηλικία, επειδή οι ηλιακοί άνεμοι τους λειτουργούν ως «μαγνητικά φρένα», όπως ένα παιδί που βγάζει τα χέρια του ενώ περιστρέφεται σε μια καρέκλα. Το 2016, η van Saders και ο συνάδελφός της Travis Metcalfe της White Dwarf Research Corporation παρατήρησαν ότι κάποια στιγμή, τα αστέρια σταματούν να χτυπούν τα φρένα και η ταχύτητά τους σταθεροποιείται - μια μετατόπιση, πρότειναν, που προέρχεται από μια αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο των άστρων. Στη συνέχεια, πέρυσι, ο Dibyendu Nandi και οι συνεργάτες του στο Κέντρο Αριστείας στις Διαστημικές Επιστήμες της Ινδίας καθήλωσαν την ιδέα με προσομοιώσεις υπολογιστή που συνέδεσαν τη σταθεροποίηση του ρυθμού περιστροφής με ένα εξασθενημένο μαγνητικό πεδίο. Κατά τη διάρκεια αυτής της μετάβασης, καθώς το αστέρι κατευθύνεται προς μια «τεμπέλη» κατάσταση στην οποία η δραστηριότητά του είναι επίπεδη και όχι κυκλική, οι τυχαίες διαταραχές στο μαγνητικό του πεδίο μπορούν να οδηγήσουν σε προσωρινές διακοπές λειτουργίας του κύκλου όπως το Maunder Minimum, λέει ο Nandi.

Η θεωρία προβλέπει ότι αυτή η μεταβατική κατάσταση θα αναδυθεί σε αστέρια μέσης ηλικίας—όπως ακριβώς ο Ήλιος μας και αυτό το πρόσφατα αναγνωρισμένο αστέρι που κοιμάται. «Τα πάντα σχετικά με αυτήν την ανακάλυψη επιβεβαίωσαν πραγματικά αυτό για το οποίο μιλούσαμε τα τελευταία 5 χρόνια», λέει ο Metcalfe. «Σίγουρα γνωρίζαμε για αστέρια που δεν έκαναν ποδήλατο, αλλά δεν ξέραμε πώς έφτασαν εκεί—αυτό είναι σαν τον κρίκο που λείπει σε αυτήν την εξελικτική εικόνα».

Η μαγνητική μετάβαση του Ήλιου μας πιθανότατα ξεκίνησε την ίδια στιγμή που η ζωή στη Γη σύρθηκε για πρώτη φορά από τη θάλασσα, και αυτό μπορεί να μην είναι τυχαίο, προτείνει ο Metcalfe. Τα εισερχόμενα σωματίδια και η ακτινοβολία από τα ενεργά αστέρια βλάπτουν το DNA και προάγουν μεταλλάξεις, επιταχύνοντας την εξέλιξη. «Μπορεί να είναι μέρος των απαραίτητων συστατικών για να ξεκινήσει η ζωή», λέει. Αλλά σε κάποιο σημείο, ο ενεργητικός διαστημικός καιρός αποτελεί απειλή για την περίπλοκη ζωή—«σαν ένα γιγάντιο κοσμικό κουμπί επαναφοράς που πάντα σβήνει», προσθέτει.

Τα αστέρια που περνούν από μια μετάβαση από το ποδήλατο στο στάβλο θα μπορούσαν να παρέχουν την ιδανική ισορροπία σπινθήρα και προστασίας για να αναθρέψουν τη ζωή. «Αν ψάχνουμε για τεχνολογικούς πολιτισμούς», λέει ο Metcalfe, «ίσως το καλύτερο μέρος για να κοιτάξουμε είναι γύρω από αστέρια που βρίσκονται στο δεύτερο μισό της ζωής τους»—με άλλα λόγια, μόλις εισέρχονται σε μια κρίση μέσης ηλικίας.