Aktiivisten tähtien aikasarja-analyysi : Roihupurkaukset ja tähdenpilkut
Koistinen, Kosti (2022-11-07)
Aktiivisten tähtien aikasarja-analyysi : Roihupurkaukset ja tähdenpilkut
(07.11.2022)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022112567166
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022112567166
Tiivistelmä
M-sarjan kääpiötähdet ovat pääsarjan pienimpiä tähtiä. Ne voivat olla rakenteeltaan hyvin eksoottisia, mutta ovat silti hyvin yleisiä: jopa 75% kaikista Linnunradan tähdistä on M-kääpiöitä. Arvellaan, että jokaisen M-kääpiön kiertolaisena on vähintään yksi kiviplaneetta. Usein planeetta sijaitsee elinkelpoisella vyöhykkeellä, hyvin lähellä tähteään.
Elinkelpoisuutta saattaa rajoittaa M-kääpiöiden magneettinen aktiivisuus. Siitä merkkejä ovat esimerkiksi tähden pinnalla tapahtuvat muutokset, kuten tähden pilkkuryhmät tai roihupurkaukset, jotka ovat voimakkaita purkauksia tähden kaasukehässä. Voimakas säteily saattaa hajottaa M-kääpiön planeettaa suojaavan otsonikerroksen. Vaikka tähdet ovat pieniä, niiden purkaukset ovat voimakkaita: niissä voi vapautua jopa 10 000 - kertainen energia verrattuna Auringon suurpurkauksiin. Toisaalta pilkkualueet ovat paljon suurempia kuin Auringolla: pilkkuryhmien koot voivat peittää tähden pinnasta jopa 50\% kerrallaan.
Aktiivisuusvaihtelut voidaan tunnistaa fotometrisestä valokäyrästä. Uudet avaruuskaukoputket mahdollistavat pitkät aikasarjat ja lyhyet mittausvälit, jolloin roihupurkausten rakenne voidaan tarkasti selvittää. Samalla saadaan paljon statistiikkaa roihuista, jolloin ymmärrys fysikaalisista prosesseista purkausten taustalla kasvaa.
Toisille roihut ovat poistettavia häiriöitä valokäyrästä, mutta tässä tutkielmassa ne ovat aineistona. Päämäärä on sama: häiriön, eli roihun tunnistaminen. Havaittujen roihupurkausten energia lasketaan, ja arvioidaan, miten ne vaikuttavat tähden lähiympäristöön. Huomataan, että tähden valokäyrästä voidaan bayesilaisin menetelmin tunnistaa ja poistaa eri aikaskaalojen aktiivisuusvaihtelua. Roihuista ja pilkkujaksoista siivotut valokäyrät voivat olla hyödyllisiä muuhun eksoplaneettatutkimukseen, tai esimerkiksi pilkkumallinnukseen, kun tähden pinnan häiriöt saadaan poistettua. Lopuksi yritetään vastata eksoplaneettatutkimuksen keskeiseen kysymykseen -- Voiko M-kääpiön elinkelpoinen vyöhyke sittenkään olla elinkelpoinen?
Elinkelpoisuutta saattaa rajoittaa M-kääpiöiden magneettinen aktiivisuus. Siitä merkkejä ovat esimerkiksi tähden pinnalla tapahtuvat muutokset, kuten tähden pilkkuryhmät tai roihupurkaukset, jotka ovat voimakkaita purkauksia tähden kaasukehässä. Voimakas säteily saattaa hajottaa M-kääpiön planeettaa suojaavan otsonikerroksen. Vaikka tähdet ovat pieniä, niiden purkaukset ovat voimakkaita: niissä voi vapautua jopa 10 000 - kertainen energia verrattuna Auringon suurpurkauksiin. Toisaalta pilkkualueet ovat paljon suurempia kuin Auringolla: pilkkuryhmien koot voivat peittää tähden pinnasta jopa 50\% kerrallaan.
Aktiivisuusvaihtelut voidaan tunnistaa fotometrisestä valokäyrästä. Uudet avaruuskaukoputket mahdollistavat pitkät aikasarjat ja lyhyet mittausvälit, jolloin roihupurkausten rakenne voidaan tarkasti selvittää. Samalla saadaan paljon statistiikkaa roihuista, jolloin ymmärrys fysikaalisista prosesseista purkausten taustalla kasvaa.
Toisille roihut ovat poistettavia häiriöitä valokäyrästä, mutta tässä tutkielmassa ne ovat aineistona. Päämäärä on sama: häiriön, eli roihun tunnistaminen. Havaittujen roihupurkausten energia lasketaan, ja arvioidaan, miten ne vaikuttavat tähden lähiympäristöön. Huomataan, että tähden valokäyrästä voidaan bayesilaisin menetelmin tunnistaa ja poistaa eri aikaskaalojen aktiivisuusvaihtelua. Roihuista ja pilkkujaksoista siivotut valokäyrät voivat olla hyödyllisiä muuhun eksoplaneettatutkimukseen, tai esimerkiksi pilkkumallinnukseen, kun tähden pinnan häiriöt saadaan poistettua. Lopuksi yritetään vastata eksoplaneettatutkimuksen keskeiseen kysymykseen -- Voiko M-kääpiön elinkelpoinen vyöhyke sittenkään olla elinkelpoinen?