Medelålders stjärnor kan uppleva sin egen typ av medelålders kris, upplever dramatiska avbrott i sin aktivitet och rotationshastigheter vid ungefär samma ålder som vår sol, enligt ny forskning publicerad idag i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society:Brev . Studien ger en ny teoretisk grund för den oförklarade nedbrytningen av etablerade tekniker för att mäta åldrar för stjärnor över medelåldern, och övergången av solliknande stjärnor till en magnetiskt inaktiv framtid.

Astronomer har länge vetat att stjärnor upplever en process som kallas "magnetisk bromsning":en stadig ström av laddade partiklar, känd som solvinden, flyr från stjärnan med tiden, transporterar bort små mängder av stjärnans rörelsemängd. Denna långsamma avrinning gör att stjärnor som vår sol gradvis saktar ner sin rotation under miljarder år.

I tur och ordning, den långsammare rotationen leder till förändrade magnetfält och mindre stjärnaktivitet – antalet solfläckar, bloss, utbrott, och liknande fenomen i stjärnornas atmosfärer, som är naturligt kopplade till styrkan hos deras magnetiska fält.

Denna minskning av aktivitet och rotationshastighet över tiden förväntas vara jämn och förutsägbar på grund av den gradvisa förlusten av rörelsemängd. Idén födde verktyget känt som "stjärngyrokronologi, " som har använts i stor utsträckning under de senaste två decennierna för att uppskatta en stjärnas ålder från dess rotationsperiod.

Nya observationer tyder dock på att denna intima relation går sönder runt medelåldern. Det nya verket, utförd av Bindesh Tripathi, Prof. Dibyendu Nandy, och professor Soumitro Banerjee vid Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata, Indien, ger en ny förklaring till denna mystiska åkomma.

Använda dynamomodeller av magnetfältsgenerering i stjärnor, teamet visar att vid ungefär solens ålder blir mekanismen för generering av magnetfält hos stjärnor plötsligt underkritisk eller mindre effektiv. Detta tillåter stjärnor att existera i två distinkta aktivitetstillstånd - ett lågaktivitetsläge och ett aktivt läge. En medelålders stjärna som solen kan ofta byta till lågaktivitetsläget vilket resulterar i drastiskt minskade rörelsemängdsförluster av magnetiserade stjärnvindar.

Prof. Nandy kommenterar:"Denna hypotes om subkritiska magnetiska dynamos av solliknande stjärnor ger en självständig, förenande fysisk grund för en mångfald av sol-stjärnfenomen, som varför stjärnor bortom medelåldern inte snurrar ner lika snabbt som i ungdomen, uppdelningen av stjärngyrokronologiska relationer, och nya fynd som tyder på att solen kan övergå till en magnetiskt inaktiv framtid."

Det nya verket ger viktiga insikter om förekomsten av lågaktivitetsepisoder i solens senaste historia, kända som grand minima – när knappt några solfläckar syns. Den mest kända av dessa är kanske Maunder Minimum runt 1645 till 1715, när väldigt få solfläckar observerades.

Teamet hoppas att det också kommer att belysa de senaste observationerna som indikerar att solen är relativt inaktiv, med avgörande konsekvenser för den potentiella långsiktiga framtiden för vår egen stjärngranne.