Nei loro interni, le stelle sono strutturate a strati, modo simile alla cipolla. In quelli con temperature simili al solare, il nucleo è seguito dalla zona di radiazione. Là, il calore dall'interno viene condotto all'esterno per irraggiamento. Man mano che il plasma stellare si raffredda più lontano, il trasporto del calore è dominato dai flussi di plasma:il plasma caldo dall'interno sale in superficie, si raffredda, e affonda di nuovo. Questo processo è chiamato convezione. Allo stesso tempo, la rotazione della stella, che dipende dalla latitudine stellare, introduce movimenti di taglio. Insieme, entrambi i processi ruotano e ruotano le linee del campo magnetico e creano i complessi campi magnetici di una stella in un processo dinamo che non è ancora completamente compreso.

"Sfortunatamente, non possiamo guardare direttamente il Sole e le altre stelle per vedere questi processi in azione, ma devono ricorrere a metodi più indiretti, " afferma il dott. Jyri Lehtinen del Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) in Germania, primo autore del nuovo articolo pubblicato oggi in Astronomia della natura . Nel loro studio attuale, i ricercatori hanno confrontato i livelli di attività delle diverse stelle da un lato, e le loro proprietà rotazionali e convettive dall'altro. L'obiettivo era quello di determinare, quali proprietà hanno una forte influenza sull'attività. Questo può aiutare a comprendere le specifiche del processo dinamo all'interno.

Diversi modelli della dinamo stellare sono stati proposti in passato, ma prevalgono due paradigmi principali. Mentre uno di essi pone una maggiore enfasi sulla rotazione e assume solo sottili effetti di flussi convettivi, l'altro dipende in modo cruciale dalla convezione turbolenta. In questo tipo di convezione, il plasma stellare caldo non sale in superficie su larga scala, movimenti pacati. Piuttosto, dominano i flussi vigorosi su piccola scala.

Per trovare prove dell'uno o dell'altro dei due paradigmi, Lehtinen e i suoi colleghi hanno esaminato per la prima volta 224 stelle molto diverse tra loro. Il loro campione conteneva entrambe le stelle della sequenza principale, che sono per così dire nel fiore degli anni, e più vecchio, stelle giganti più evolute. Tipicamente, sia la convezione che le proprietà di rotazione delle stelle cambiano con l'età. Rispetto alle stelle della sequenza principale, le stelle evolute mostrano una zona di convezione più spessa che spesso si espande su gran parte del diametro della stella e talvolta sostituisce completamente la zona di radiazione. Ciò porta a tempi di rotazione più lunghi per il trasporto di calore convettivo. Allo stesso tempo, la rotazione di solito rallenta.

Per il loro studio, i ricercatori hanno analizzato un set di dati ottenuto al Mount Wilson Observatory in California (USA), che per diversi anni ha registrato le emissioni delle stelle nelle lunghezze d'onda tipiche degli ioni calcio presenti nel plasma stellare. Queste emissioni non sono solo correlate al livello di attività delle stelle. L'elaborazione complessa dei dati ha anche permesso di dedurre i periodi di rotazione delle stelle.

come il sole, le stelle sono talvolta punteggiate da regioni di intensità del campo magnetico estremamente elevata, cosiddette regioni attive, che sono spesso associati a macchie scure sulla superficie visibile delle stelle. "Mentre una stella ruota, queste regioni entrano in vista e ne escono portando a un periodico aumento e diminuzione della luminosità di emissione, " Prof. Dr. Maarit Käpylä della Aalto University in Finlandia, che dirige anche il gruppo di ricerca "Solar and Stellar Dynamos" presso MPS, spiega. Però, poiché le emissioni stellari possono anche fluttuare a causa di altri effetti, identificare le variazioni periodiche, specialmente su lunghi periodi, è complicato.

"Alcune delle stelle che abbiamo studiato mostrano periodi di rotazione di diverse centinaia di giorni, e sorprendentemente ancora un livello di attività magnetica simile alle altre stelle, e notevolmente anche cicli magnetici come il Sole, " afferma il dottor Nigul Olspert di MPS, che ha analizzato i dati. Il Sole, in confronto, ruota piuttosto vivacemente con un periodo di rotazione di soli 25 giorni circa all'equatore solare. I tempi di turnover convettivo sono stati calcolati mediante modellazione della struttura stellare tenendo conto della massa di ciascuna stella, Composizione chimica, e stadio evolutivo.

L'analisi degli scienziati mostra che il livello di attività di una stella non dipende, come suggerito da altri studi basati su campioni più piccoli e più uniformi che includono solo stelle della sequenza principale, solo dalla sua rotazione. Anziché, solo se si tiene conto della convezione, è possibile comprendere in modo unificato il comportamento delle stelle di sequenza principale e di quelle evolute. "La coazione di rotazione e convezione determina quanto sia attiva una stella, " Il prof. Käpylä riassume. "I nostri risultati fanno pendere la bilancia a favore del meccanismo a dinamo che include la convezione turbolenta, "aggiunge.