Wie viel von einem Stern kann mit Sternflecken bedeckt werden?

Viele Sterne, einschließlich der Sonne, zeigen regelmäßig Sternflecken , kühlere Bereiche der Oberfläche, die mit höheren lokalen Konzentrationen des stellaren Magnetfelds verbunden sind. Sie können manchmal ein paar tausend Kelvin kühler sein als die umliegenden Regionen der stellaren Photosphäre. Meine Argumentation ist, dass der Oberflächenfluss von einem Stern proportional zu ist T 4 , mit T die photosphärische Temperatur, wenn ein großer Teil des Sterns von Sternflecken bedeckt wäre, könnten wir eine signifikante Verringerung des Flusses sehen, und ich versuche, einen solchen Stern in meinem Universum zu verwenden.

Die Sache ist, ich weiß nicht, wie dramatisch die Wirkung sein könnte. Ich kann nicht sagen, dass ich viel über Sternflecken weiß, und während Wikipedia behauptet, dass bis zu 30 % der Oberfläche eines Sterns bedeckt sein können,

  • Die Behauptung wird nicht durch ein Zitat untermauert.
  • Es ist nicht klar, ob dies die theoretische Grenze oder nur der in Beobachtungen gefundene Maximalwert ist.
  • Wikipedia sagt nicht, in welcher Art von Sternen diese dramatische Berichterstattung zu sehen ist.
  • Eine andere Seite behauptet ein Limit von mindestens 66 %.

Was ist also die Obergrenze für die Fläche eines Sterns, die zu einem bestimmten Zeitpunkt von Sternflecken bedeckt werden kann? Ich hoffe auf Hauptreihensterne dazwischen 0,5 M ⊙ Und 3 M ⊙ , aber ich wäre in Ordnung, wenn wir diese Grenzen überschreiten müssten, um einen erheblichen Teil der Oberfläche abzudecken.

Als Anmerkung, wenn ich "Starspot" sage, suche ich grob nach einer Region ∼ 1000  K Zu 2000  K kühler als die normale stellare Photosphäre außerhalb der Periode der Sternfleckenaktivität . Mit anderen Worten, der Fleck ist zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht unbedingt wesentlich kühler als die Regionen um ihn herum, wenn er sich zufällig in einem großen Bereich magnetischer Aktivität befindet, aber er ist kühler als derselbe Ort wäre, wenn es dort keine magnetische Aktivität gäbe alle.

Optisch oder tatsächlich? Ich meine, sobald genug Oberfläche "kalt" ist, erscheint sie nicht mehr schwarz, oder nicht?
@L.Dutch-ReinstateMonica Definitiv tatsächlich, eher als visuell.
Sonnenflecken sind nicht "dunkel", sie sind nur weniger leuchtend als der Rest der Sonne. Und ich würde sagen, dass nicht mehr als 50 % der sichtbaren Oberfläche mit weniger leuchtenden Punkten bedeckt werden können, aus dem offensichtlichen Grund, dass Sie darüber nicht weniger leuchtende Punkte, sondern eher leuchtende Punkte haben werden ...
@AlexP Nun, das stimmt, wenn Sie sich vorstellen, dass ein Sternpunkt im Vergleich zu seiner Umgebung kühl ist, aber ich habe über seine Temperatur / seinen Fluss in Bezug auf Zeiten nachgedacht, in denen der Stern keiner solchen magnetischen Aktivität ausgesetzt ist. Schließlich ist das die ganze Motivation hinter der Frage - herauszufinden, ob dies eine praktikable Methode zum Dimmen ist.
@AlexP Ich bin mir nicht sicher, ob das folgt. Da die Grundlinie von „normal“ durch die Masse des Sterns und seine Zusammensetzung festgelegt wird, können Sie selbst dann noch definieren, was die normale Leuchtkraft und was eine vorübergehende Aberration ist, selbst wenn > 50 % des Sterns in einem weniger leuchtenden Modus sind aufgrund der "Spot"-Aktivität, egal wie umfangreich.
Nicht, dass ich mit Ihrer Frage herumspielen möchte, aber so wie Sie sie stellen, wäre es akzeptabel, wenn eine kleine Region vorübergehend heißer würde?
@L.Dutch-ReinstateMonica Idealerweise nicht, es sei denn, es handelt sich auch um eine etwas größere Region, die für die gleiche Zeit erheblich abgekühlt wird.
Augenzwinkern: 50 %. Über 50 % hinaus sind die „Sonnenflecken“ die heller leuchtenden Teile und bedecken weniger als 50 % der Oberfläche.
@CortAmmon-ReinstateMonica Meine ironische Antwort ist die gleiche, die ich AlexP gegeben habe: Wir definieren im Grunde nur einen Sonnenfleck relativ zur Ruhehelligkeit und -temperatur des Sterns.

Antworten (1)

Ich werde darauf eingehen.

  1. Sternflecken werden durch Magnetflussröhren erzeugt, die sich über die Oberfläche des Sterns hinaus erstrecken.

  2. Die Mitte des Rohrs hat eine verringerte Konvektion, da die Magnetfelder im Inneren des Flussrohrs die Konvektion unterdrücken. Verringerte Konvektion bedeutet verringerte Wärmeübertragung auf die äußerste sichtbare Schicht. Diese Schicht kühlt ab und verdunkelt sich dadurch: der Fleck.

  3. Größeres Flussrohr = größeres Zentrum = größerer Sternfleck.

  4. Ich dachte, die theoretische maximale Größe einer Flussröhre wäre eine, die den gesamten Stern von Achse zu Achse umfasst. Der Durchmesser einer solchen Röhre könnte der Durchmesser des Sterns sein und einen bihemisphärischen Sternfleck erzeugen, der fast die gesamte Sternoberfläche einnimmt. Vielleicht gäbe es am Äquator ein helles Band. Könnte so etwas existieren?

  5. Flussröhren werden durch Wirbel im Sternenmaterial verursacht. Eine einzige riesige Flussröhre würde bedeuten, dass sich das Sternenmaterial als Ganzes dreht und nicht unzählige kleine Wirbel wie in unserer Sonne.

Ich ging suchen. Ich habe das gefunden. Betonung von mir.

Doppler-Bilder des Spotted RS Canum Venaticorum Star HR 1099 (V711 Tauri) von 1981 bis 1992 https://iopscience.iop.org/article/10.1086/313195/fulltext/36316.text.html

Wir glauben, dass diese Sternflecken keine differentielle photosphärische Rotation messen. Stattdessen kann ihr relativ geringer Grad an Scherung und fast fester Körperrotation wie bei Sonnenkoronallöchern durch ein axialsymmetrisches, nahezu stromloses, quasi-potenzielles globales Magnetfeld von mehreren Kilowatt erzwungen werden. Unsere Doppler-Bilder stimmen auch sehr gut mit den Zeeman-Doppler-Bildern von Donati et al. überein. und unterstützen ihren Befund, dass Regionen um den Rand des Polarflecks und innerhalb heller Flecken weitgehend monopolare Felder mit einer Stärke von mindestens 300700 G zeigen. Die großen, permanent kühlen Polarflecken, die sehr geringe beobachtbare differentielle Rotation und Scherung von Sternflecken und der Beweis für starke, Im Wesentlichen unipolare Magnetfelder, die mit ihnen verbunden sind, lassen uns glauben, dass HR 1099 und andere schnell rotierende RS CVn-Sterne ziemlich starke (mehrere Kilobauss) axialsymmetrische globale magnetische Dipolfelder besitzen. Diese Felder wurden in der Vergangenheit durch ihren hohen Grad an Rotationssymmetrie, durch ihre Konzentration in den dunklen Flecken mit geringer Oberflächenhelligkeit und durch den hohen Grad an Rotationslinienverbreiterung dieser Sterne weitgehend dem Blick entzogen.Wir schlagen vor, dass die Sternflecken auf HR 1099 und anderen schnell rotierenden RS-CVn-Sternen in Analogie zu koronalen Sonnenlöchern große unipolare, magnetische Regionen sind, die in diesen Sternen eng zu multikilogaus großen, axialsymmetrischen globalen Dipolfeldern eingefroren sind. Da die großen kühlen Polarflecken, die Signatur dieser Dipole, auf langsamer rotierenden RS-CVn-Sternen nicht vorhanden sind, glauben wir, dass es sich eher um dynamoinduzierte Felder als um übrig gebliebene fossile Felder handeln muss.

Also: Sie beschreiben eine einzelne riesige, langlebige sternumspannende Flussröhre, die als Produkt einer schnellen Sternrotation entstanden ist und die mit den größten bekannten Sternflecken verbunden ist. Yay!

Ich nahm auch mit, dass diese sehr schnell rotierenden Sterne oft Doppelsterne sein könnten und ihre schnelle Rotation dem Einfluss ihres Partners verdanken. Ich bin mir nicht sicher, wie das in Ihre Fiktion einfließt.

Dies scheint ein Anfang zu sein, aber wenn man sich die Bilder ansieht, scheint sich der Sternfleck im Allgemeinen nur um etwa 40 ° nach unten zu erstrecken - er bietet nicht die umfassende Abdeckung, die Sie behaupten.
Ich wollte nicht behaupten, dass irgendjemand riesige bihemisphärische Flecken beobachtet hätte. Ich habe ein theoretisches Maximum vorgeschlagen, das für harte SF geeignet ist, und aus dem Mechanismus extrapoliert, der bekannte große Flecken erzeugt.
Okay, aber ich bin mir nicht sicher, ob das wirklich die rigorose Obergrenze ist, nach der ich suche – sie wird nicht wirklich durch irgendetwas hartes Wissenschaftliches gestützt. Es ist ungefähr so, als würde man sagen, nun, ich nehme an, dass ein felsiger Planet weniger massiv sein muss als eine Galaxie – sicher, das stimmt, aber es gibt mit ziemlicher Sicherheit eine kleinere untere Grenze, die auf mehr Physik basiert. Ich hoffe, ich bin nicht zu unklar.
Nur als Heads-up habe ich das Hard-Science-Tag aus der Frage entfernt.
Ich würde sagen, es wird durch harte Wissenschaft gestützt – nur nicht durch all die harte Wissenschaft, die verfügbar sein könnte. Ich hoffe, dass jemand eine Antwort mit stärkeren Grenzen postet, aber ich schätze Willks Versuch, hilfreich zu sein.
Wie viel von einem Stern kann mit Sternflecken bedeckt werden?
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