年轻恒星 X 射线辐射的演化

我们研究了年龄与晚型原初恒星(PMS)磁活动之间的关系，首次使用质量分层样本。该工作基于 Chandra Orion Ultradeep Project (COUP)，该项目为 481 颗在视网蜜帝星团中被准确表征的低消光低质量成员提供了高度灵敏且一致的 X 射线数据，个体恒星质量和年龄得以确定。该样本中超过 98% 的恒星被检测到 X 射线源。在恒星年龄范围约为 $\sim 0.1-10$ Myr 的 PMS 阶段，我们发现活动呈轻微衰减，随年龄 $\tau$ 大致表现为 $L_{\rm X} \propto \tau^{-1/3}$。在更长的 timescales 上，当将奥林帕星与主序星进行比较时，质量范围为 $0.5 < M < 1.2$ M$_\odot$ 的恒星 X 射线亮度衰减更为迅速，表现为 $L_{\rm X} \propto \tau^{-0.75}$，覆盖年龄范围 $5 < \log \tau < 9.5$ yr。质量为 $0.1 < M < 0.4 M_\odot$ 的 M 类恒星的磁活动历史则截然不同。在 1-100 Myr 范围内，仅见 X 射线亮度轻微下降，甚至出现 $L_{\rm X}/L_{\rm bol}$ 和 $F_{\rm X}$ 的轻微增加，尽管在主序星上 X 射线辐射仍会随时间衰减。结合 COUP 关于奥林帕星中不存在旋转-活动关系的结果，我们发现活动-年龄衰减在太阳型恒星的整个历史中都显著，但并非由于早期阶段的旋转减缓所致。太阳型年轻恒星中可能存在 tachocline 和分布式对流对流柱的共存。对于最低质量恒星的结果最易理解，因为在 PMS 和主序阶段，对流对流柱占据主导地位。