Mancha estelar

Fenómeno estelar

Las manchas estelares son fenómenos estelares , denominados así por analogía con las manchas solares . No se han detectado manchas tan pequeñas como las manchas solares en otras estrellas, ya que causarían fluctuaciones de brillo indetectables. Las manchas estelares observadas comúnmente son en general mucho más grandes que las del Sol : hasta aproximadamente el 30% de la superficie estelar puede estar cubierta, lo que corresponde a manchas estelares 100 veces más grandes que las del Sol.

Detección y mediciones

Para detectar y medir la extensión de las manchas estelares se utilizan varios tipos de métodos.

• Para estrellas que giran rápidamente: imágenes Doppler e imágenes Zeeman-Doppler . ^[1] Con la técnica de imágenes Zeeman-Doppler se puede determinar la dirección del campo magnético de las estrellas, ya que las líneas espectrales se dividen según el efecto Zeeman , revelando la dirección y la magnitud del campo.
• Para estrellas que giran lentamente: relación de profundidad de línea (LDR). Aquí se miden dos líneas espectrales diferentes, una sensible a la temperatura y otra que no lo es. Como las manchas estelares tienen una temperatura más baja que su entorno, la línea sensible a la temperatura cambia su profundidad. A partir de la diferencia entre estas dos líneas se puede calcular la temperatura y el tamaño de la mancha, con una precisión de temperatura de 10 K.
• Para estrellas binarias eclipsantes : el mapeo de eclipses produce imágenes y mapas de puntos en ambas estrellas. ^[2]
• Para estrellas binarias gigantes : interferometría de línea de base muy larga ^{[3] [4]}
• Para estrellas con planetas extrasolares en tránsito : variaciones en la curva de luz. ^[5]

Temperatura

Las manchas estelares observadas tienen una temperatura que es, en general, entre 500 y 2000 kelvin más fría que la fotosfera estelar . Esta diferencia de temperatura podría dar lugar a una variación de brillo de hasta 0,6 magnitudes entre la mancha y la superficie circundante. También parece haber una relación entre la temperatura de la mancha y la temperatura de la fotosfera estelar, lo que indica que las manchas estelares se comportan de manera similar para diferentes tipos de estrellas (observadas en enanas G-K ).

Vidas

La vida útil de una mancha estelar depende de su tamaño.

• En el caso de manchas pequeñas, la duración de vida es proporcional a su tamaño, de forma similar a las manchas en el Sol. ^[6]
• En el caso de manchas grandes, los tamaños dependen de la rotación diferencial de la estrella, pero hay algunos indicios de que las manchas grandes que dan lugar a variaciones de luz pueden sobrevivir durante muchos años incluso en estrellas con rotación diferencial. ^[6]

Ciclos de actividad

La distribución de las manchas estelares a lo largo de la superficie estelar varía de forma análoga al caso solar, pero difiere para distintos tipos de estrellas, por ejemplo, dependiendo de si la estrella es binaria o no. El mismo tipo de ciclos de actividad que se encuentran en el Sol se puede observar en otras estrellas, lo que corresponde al ciclo solar (2 veces) de 11 años.

Mínimo de Maunder

Algunas estrellas pueden tener ciclos más largos, posiblemente análogos al mínimo de Maunder para el Sol que duró 70 años, por ejemplo, algunos candidatos al mínimo de Maunder son 51 Pegasi , ^[7] HD 4915 ^[8] y HD 166620. [ ^{9] [10]}

Ciclos flip-flop

Otro ciclo de actividad es el llamado ciclo flip-flop, que implica que la actividad en cada hemisferio se desplaza de un lado al otro. El mismo fenómeno se puede observar en el Sol, con períodos de 3,8 y 3,65 años para los hemisferios norte y sur. Los fenómenos flip-flop se observan tanto en estrellas binarias RS CVn como en estrellas individuales, aunque la extensión de los ciclos es diferente entre estrellas binarias y singulares.

Notas

1. Cameron 2008
2. Cameron 2008. Las películas de eclipses muestran manchas en dos sistemas binarios captados por imágenes
3. Parks J, et al. (24 de mayo de 2021). "Imágenes interferométricas de λ Andromedae: evidencia de manchas estelares y rotación". The Astrophysical Journal . 913 (1): 54. Bibcode :2021ApJ...913...54P. doi : 10.3847/1538-4357/abb670 . S2CID  235286160.
4. Konchady T (23 de junio de 2021). "Búsqueda de puntos con interferometría". AASnova .
5. Sanchis-Ojeda, Roberto; Winn, Joshua N.; Marcy, Geoffrey W.; et al. (2013). "Kepler-63b: Un planeta gigante en una órbita polar alrededor de una estrella joven similar al Sol". 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. Berdyugina 5.3 Vidas
7. Poppenhäger, K.; Robrade, J.; Schmitt, JHMM; Hall, JC (1 de diciembre de 2009). "51 Pegasi: un candidato a mínimo de Maunder con planetas". Astronomía y Astrofísica . 508 (3): 1417–1421. arXiv : 0911.4862 . Código Bibliográfico :2009A&A...508.1417P. doi :10.1051/0004-6361/200912945. ISSN  0004-6361. S2CID  118626420.
8. Shah, Shivani P.; Wright, Jason T.; Isaacson, Howard; Howard, Andrew; Curtis, Jason L. (16 de agosto de 2018). "HD 4915: un candidato al mínimo de Maunder". The Astrophysical Journal . 863 (2): L26. arXiv : 1801.09650 . Código Bibliográfico :2018ApJ...863L..26S. doi : 10.3847/2041-8213/aad40c . ISSN  2041-8213. S2CID  119358595.
9. Baum, Anna C.; Wright, Jason T.; Luhn, Jacob K.; Isaacson, Howard (1 de abril de 2022). "Cinco décadas de actividad cromosférica en 59 estrellas similares al Sol y el nuevo candidato al Mínimo de Maunder, HD 166620". The Astronomical Journal . 163 (4): 183. arXiv : 2203.13376 . Código Bibliográfico :2022AJ....163..183B. doi : 10.3847/1538-3881/ac5683 . ISSN  0004-6256. S2CID  247613714.
10. "Los astrónomos observan por primera vez que una estrella entra en un 'mínimo de Maunder'". Physics World . 2022-04-05 . Consultado el 2022-04-06 .

Referencias

• Cameron, Andrew Collier. "Mapeo de manchas estelares y campos magnéticos en estrellas frías". Universidad de St Andrews . Consultado el 28 de agosto de 2008 .(explica cómo funciona la imagen Doppler)
• Berdyugina, Svetlana V. (2005). "Manchas estelares: una clave para el dinamo estelar". Living Reviews in Solar Physics . 2 (8). Instituto de Astronomía ETHZ, Sociedad Max Planck : 8. Bibcode :2005LRSP....2....8B. doi : 10.12942/lrsp-2005-8 . S2CID  54791515 . Consultado el 28 de agosto de 2008 .
• KG Strassmeier (1997), Aktive Sterne. Laboratorien der solaren Astrophysik, Springer, ISBN 3-211-83005-7 

Lectura adicional

• Strassmeir, Klaus G. (septiembre de 2009). "Starspots". The Astronomy and Astrophysics Review . 17 (3): 251–308. Bibcode :2009A&ARv..17..251S. doi : 10.1007/s00159-009-0020-6 .