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利用宽距双星约束全对流 M 型矮星的自转减慢

太阳与恒星天体物理 2022-09-14 v1 地球与行星天体物理

摘要

M 型矮星保持活动的时间尺度比类太阳对应体更长,这对其行星大气可能有灾难性影响。然而,全对流 M 型矮星从活跃且快速自转过渡到宁静且缓慢自转的年龄尚不清楚,因为这些恒星在足够近、可研究大样本低质量 M 型矮星的古老星团中仍快速自转。为约束这些低质量恒星的自转减慢,我们主要利用 TESS 与 MEarth 测量宽距双星系统中场 M 型矮星的光度自转周期。我们的分析包含 M-M 双星对(它们等龄但年龄未知),以及具有白矮星或类太阳主星的 M 型矮星,对于后者我们可使用白矮星冷却曲线、陀螺年代学和锂丰度等技术估算年龄。我们发现自转减慢的时点强烈依赖于质量。全对流 M 型矮星初始自转减慢缓慢,其中 0.2--0.3M_\odot 快速自转星族从 600 Myr 时的 Prot<2P_{\rm rot} < 2 天演化为 1--3 Gyr 时的 2<Prot<102 < P_{\rm rot} < 10 天,之后在更老年龄快速自转减慢至长自转周期。然而,我们也识别出全对流 M 型矮星自转减慢的一些差异性,少量恒星在 600 Myr 时已显著减慢自转。这些观测与磁形态驱动自转减慢的模型一致,其中角动量损失初始低效,直至磁场变化使自转减慢快速进行。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.15318,
  title  = {Constraints on the Spindown of Fully-Convective M Dwarfs Using Wide Field Binaries},
  author = {Emily K. Pass and David Charbonneau and Jonathan M. Irwin and Jennifer G. Winters},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.15318},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted for publication in ApJ; 26 pages, 7 figures, 4 tables