Den röda dvärg-tv:n AU Microscopii (förkortat AU Mic), 32 ljusår från jorden i stjärnbilden Microscopium (mikroskopet), är en liten, svag, sval stjärna som bara är ungefär en tiondel av vår sols massa. Liksom vår sol utsätts röda dvärgar för perioder av intensiv magnetisk aktivitet, inklusive stjärnfläckar och flammor.
Ett team av astronomer ledda av Yuta Notsu, en JSPS Overseas Research Fellow vid Subaru Telescope och National Astronomical Observatory of Japan, ville undersöka mekanismerna som driver aktivitetscyklerna hos röda dvärgar. Ett särskilt område av intresse var om röda dvärgar upplever magnetfältsvängningar, liknande det som observeras i solen.
Magnetiska vändningar inträffar när en stjärnas nord- och sydmagnetiska poler byter plats, vilket i huvudsak vänder hela magnetfältet. Solens magnetfält har en 11-årig cykel och vänder polariteten vart 5,5 till 6 år.
Det är dock okänt hur magnetiska omkastningar inträffar hos röda dvärgar. De flesta tidigare observationer har fokuserat på yngre, snabbare roterande röda dvärgar som kan dölja komplexa och korta periodiska fältsvängningar, liknande hur en snabbt snurrande topp vinglar. Detta gör det svårt att förstå den verkliga rotationshastigheten och därmed den magnetiska cykeln för dessa stjärnor.
AU Mic erbjöd en unik möjlighet för astronomerna att studera detta fenomen eftersom det är en relativt gammal (5 till 10 miljarder år), och därmed långsamt roterande, röd dvärg. Notsu förklarade att "AU Mic är känd för att ha en rotationsperiod på 4,8 dagar, vilket är tillräckligt lång för att den komplexa rotationen och magnetiska aktiviteten kan separeras."
Astronomerna fick fyra års högkadens TESS-fotometriska data. I kombination med nästan åtta år av spektroskopiska observationer med hjälp av Subaru Telescopes High Dispersion Spectrograph (HDS), och ytterligare mätningar gjorda med hjälp av EXPRES-spektrografen på Lowell Discovery Telescope i Arizona, lösgjorde de noggrant bidragen från stjärnans rotation och magnetiska fläckar för att bättre mäta AU Mics magnetiska cykel och spåra ytaktiviteten.
Forskarna upptäckte tre hela magnetiska cykler som spänner över den fyraåriga TESS-tidsbasen och fann betydande förändringar under den senaste cykeln. Notsu kommenterade, "Fläckarnas amplitud förändrades gradvis, och den hemisfäriska asymmetrin i fläckfördelningen ändrade också tecken, vilket tyder på att fläckarnas magnetiska polaritet kan ha omvänt."
Genom att analysera data ytterligare uppskattade teamet att den fulla magnetiska cykeln för AU Mic var cirka 13,5 år. AU Mics aktivitet visade också egenskaper som liknar solfläckar, inklusive starka magnetfält som överstiger flera tusen Gauss, uppkomsten och sönderfallet under två till tre månader, och en tendens för fläckaktivitet att koncentrera sig på specifika breddgrader på stjärnan.
Forskningen tyder på att polära fältomkastningar också kan förekomma på AU Mic, även om en längre observationsbaslinje skulle behövas för att definitivt bekräfta detta. Framtida studier med hjälp av större teleskop, såsom Thirty Meter Telescope, som för närvarande är under uppbyggnad på Maunakea på Hawaii, kan göra det möjligt för astronomerna att fånga bevis på en polaritetsomkastning och mäta den exakta karaktären av cykeln som driver aktiviteten.
