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基于观测数据确定星斑覆盖比例随恒星年龄的变化

太阳与恒星天体物理 2020-01-08 v2 地球与行星天体物理

摘要

星斑与磁场的关联导致一个预期:与磁场强度相关的量也可能与星斑覆盖率相关。由于较年轻的恒星自转更快且磁活动更强,评估星斑覆盖率是否与较短的自转周期和恒星年轻程度相关,可以检验这些原理。在此,我们基于先前确定的超过 30,000 颗 {\textit{Kepler}} 主序星的变率和自转周期,分析了 M 型、G 型、K 型和 F 型恒星的星斑覆盖比例随恒星年龄的变化。我们使用单幂律和双幂律最佳拟合来确定年龄与变率之间的相关性。我们发现星斑覆盖率确实随年龄增长而降低。只有当数据被分箱以消除单个恒星活动周期的影响时,每种恒星类型才会出现统计上显著的幂律拟合。利用分箱平均值,我们随后发现,对于自转周期低于 15 天的 G 型星以及整个范围内的 F 型和 M 型星,星斑覆盖比例与 X 射线-热辐射比成幂律关系,指数 λ\lambda 满足 {0.22±0.03<λ<0.32±0.090.22\pm 0.03 < \lambda < 0.32\pm 0.09}。对于 K 型星,我们发现由变率分箱分隔的两支 λ\lambda,下支显示近乎恒定的星斑覆盖率,上支 {λ0.35±0.04\lambda \sim 0.35\pm 0.04。} 周期长于 1515 天的 G 型星则表现出向更陡峭幂律的转变,指数为 {λ2.4±1.0 \lambda \sim 2.4 \pm 1.0。} 与先前自转-年龄测量结果的可能联系也值得关注,这些测量暗示在太阳年龄(对应周期为 24.524.5 天)处存在磁制动转变。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.03183,
  title  = {Determination of Starspot Covering Fraction as a function of Stellar Age from Observational Data},
  author = {Fiona Nichols-Fleming and Eric G. Blackman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.03183},
  year   = {2020}
}

备注

10 Pages, 7 figures, accepted by MNRAS