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具有多极磁场的前主序星的X射线辐射

太阳与恒星天体物理 2023-08-23 v1

摘要

若干前主序(PMS)星的大尺度磁场被观测为简单且轴对称的,以倾斜偶极和八极分量为主。其他PMS星的磁场则高度多极且主要非轴对称。观测表明,随着PMS星在赫罗图中从林轨迹演化到亨耶轨迹,磁场复杂性增加。独立观测揭示,在PMS演化过程中X射线光度随年龄下降,与林轨迹恒星相比,亨耶轨迹PMS星具有更低的分数量X射线光度(LX/LL_\textrm{X}/L_*)。我们研究PMS星大尺度磁场拓扑的变化如何影响日冕X射线辐射。我们构建日冕模型,假设纯轴对称多极磁场,以及仅由偶极加八极分量组成的磁场。我们利用压力平衡论证确定封闭日冕辐射体积,即X射线辐射等离子体被约束的范围。由日冕体积我们确定X射线光度。我们发现LXL_\textrm{X}随多极场的阶数\ell增加而减小。对于偶极加八极磁场,我们发现当八极分量变得更主导时LXL_\textrm{X}趋于减小。通过将恒星参数固定为适用于太阳质量PMS星的值,改变磁场拓扑导致LXL_\textrm{X}有两个数量级的变化。我们的结果支持这样一种观点:PMS星 ageing 时LXL_\textrm{X}的下降可由大尺度磁场复杂性的增加所驱动。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.08424,
  title  = {X-ray emission from pre-main sequence stars with multipolar magnetic fields},
  author = {Kieran A. Stuart and Scott G. Gregory},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.08424},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages with 13 figures, plus 1 page with 1 figure in the appendix, accepted for publication in MNRAS 2023 August 04