¿Cuánto de una estrella se puede cubrir con manchas estelares?

Muchas estrellas, incluido el Sol, muestran periódicamente manchas estelares , áreas más frías de la superficie asociadas con concentraciones locales más altas del campo magnético estelar. A veces pueden ser un par de miles de Kelvin más fríos que las regiones circundantes de la fotosfera estelar. Mi razonamiento es que debido a que el flujo superficial de una estrella es proporcional a T 4 , con T la temperatura fotosférica, si una gran parte de la estrella estuviera cubierta por manchas estelares, podríamos ver una reducción significativa en el flujo, y estoy tratando de usar una estrella así en mi universo.

La cuestión es que no sé cuán dramático podría ser el efecto. No puedo decir que sepa mucho sobre las manchas estelares, y aunque Wikipedia afirma que se puede cubrir hasta el 30 % de la superficie de una estrella,

  • La afirmación no está respaldada por una cita.
  • No está claro si ese es el límite teórico o simplemente el valor máximo encontrado en las observaciones.
  • Wikipedia no dice en qué tipo de estrellas se ve esta cobertura dramática.
  • Otro sitio reclama un límite de al menos el 66%.

Por lo tanto, ¿cuál es el límite superior para la cantidad de superficie de una estrella que puede ser cubierta por manchas estelares en un momento dado? Espero estrellas de la secuencia principal de entre 0.5 METRO ⊙ y 3 METRO ⊙ , pero estaría bien si tuviéramos que salir de esos límites para cubrir una porción significativa de la superficie.

Como nota, cuando digo "punto estelar", busco una región aproximadamente ∼ 1000  k a 2000  k más fría que la fotosfera estelar normal fuera del período de actividad de las manchas estelares . En otras palabras, el punto no es necesariamente sustancialmente más frío que las regiones que lo rodean en un momento dado, si se encuentra en una gran región de actividad magnética, pero es más frío de lo que sería el mismo lugar si no hubiera actividad magnética en ese momento. todo.

¿Visualmente o realmente? Quiero decir, una vez que suficiente superficie esté "fría", ya no aparecerá negra, ¿o no?
@ L.Dutch-ReinstateMonica Definitivamente en realidad, en lugar de visualmente.
Las manchas solares no son "oscuras", simplemente son menos luminosas que el resto del Sol. Y yo diría que no más del 50% de la superficie aparente puede estar cubierta de puntos menos luminosos, por la obvia razón de que encima de esto no tendrás puntos menos luminosos sino puntos más luminosos ...
@AlexP Bueno, eso es cierto si piensas que una mancha estelar es fría en relación con el área que la rodea, pero estaba pensando en su temperatura/flujo en relación con los momentos en que la estrella no experimenta tal actividad magnética. Después de todo, esa es toda la motivación detrás de la pregunta: averiguar si este es un método viable de atenuación.
@AlexP No estoy seguro de que siga. Dado que la línea de base de 'normal' está establecida por la masa de la estrella y su composición, incluso si >50% de la estrella está en un modo menos luminoso, aún puede definir cuál es la luminosidad normal y cuál es una aberración temporal. debido a la actividad 'spot', por extensa que sea.
No es que quiera meterme con tu pregunta, pero por la forma en que lo haces, ¿sería aceptable si una pequeña región se calentara temporalmente?
@ L.Dutch-ReinstateMonica Idealmente , no, a menos que también involucre una región bastante más grande que se enfríe significativamente durante la misma cantidad de tiempo.
Irónico: 50%. Más allá del 50%, las "manchas solares" son las partes más brillantes y cubren menos del 50% de la superficie.
@CortAmmon-ReinstateMonica Mi respuesta irónica es la misma que le di a AlexP: básicamente definimos una mancha solar en relación con la luminosidad y la temperatura inactivas de la estrella.

Respuestas (1)

Le daré un golpe a esto.

  1. Las manchas estelares son creadas por tubos de flujo magnético que se extienden más allá de la superficie de la estrella.

  2. El centro del tubo ha disminuido la convección porque los campos magnéticos dentro del tubo de flujo suprimen la convección. La disminución de la convección significa una disminución del calor transferido a la capa visible más externa. Esa capa se enfría, y por lo tanto se oscurece: la mancha.

  3. Tubo de flujo más grande = centro más grande = punto de estrella más grande.

  4. Supuse que el tamaño máximo teórico de un tubo de flujo sería uno que abarcara toda la estrella, de eje a eje. El diámetro de dicho tubo podría ser el diámetro de la estrella y podría producir una mancha estelar bihemisférica que ocupara casi toda la superficie de la estrella. Tal vez habría una banda brillante en el ecuador. ¿Podría existir tal cosa?

  5. Los tubos de flujo son causados ​​por vórtices en la materia estelar. Un solo tubo de flujo gigante significaría que la materia estelar estaba girando como una pieza en lugar de innumerables remolinos pequeños como en nuestro sol.

fui a buscar Encontré esto. Énfasis mío.

Imágenes Doppler de la estrella manchada RS Canum Venaticorum HR 1099 (V711 Tauri) de 1981 a 1992 https://iopscience.iop.org/article/10.1086/313195/fulltext/36316.text.html

Creemos que estas manchas estelares no están midiendo la rotación diferencial fotosférica. En cambio, al igual que los agujeros de la corona solar, su grado relativamente bajo de cizallamiento y la rotación de un cuerpo casi sólido pueden ser forzados por un campo magnético global cuasi potencial de multikilogauss, axisimétrico y casi libre de corriente. Nuestras imágenes Doppler también concuerdan muy de cerca con las imágenes Zeeman-Doppler de Donati et al. y respaldan su hallazgo de que las regiones alrededor del borde de la mancha polar y dentro de los puntos brillantes muestran campos en gran parte monopolares de al menos 300700 G de fuerza. Las grandes manchas polares frías permanentes, la muy baja rotación diferencial observable y la cizalladura de las manchas estelares, y la evidencia de fuerte, Los campos magnéticos esencialmente unipolares asociados con ellos nos llevan a creer que HR 1099 y otras estrellas RS CVn de rotación rápida albergan campos dipolares magnéticos globales axisimétricos bastante fuertes (multikilogauss). Históricamente, estos campos han estado en gran medida ocultos a la vista por su alto grado de simetría rotacional, por estar concentrados en los puntos oscuros de bajo brillo superficial y por el alto grado de ensanchamiento de la línea rotacional de estas estrellas.Proponemos que las manchas estelares en HR 1099 y otras estrellas RS CVn de rotación rápida son, por analogía con los agujeros de la corona solar, grandes regiones magnéticas unipolares que están fuertemente congeladas en campos dipolares globales axisimétricos de multikilogauss en estas estrellas. Dado que las grandes manchas polares frías, la firma de estos dipolos, no están presentes en las estrellas RS CVn de rotación más lenta, creemos que deben ser campos inducidos por dínamo en lugar de campos fósiles remanentes.

Entonces: describen un solo tubo de flujo de expansión estelar gigante y de larga vida creado como producto de una rápida rotación estelar, y esto asociado con las manchas estelares más grandes conocidas. ¡Hurra!

Quité también que estas estrellas que giran muy rápidamente a menudo pueden ser binarias y deben su rápida rotación a la influencia de su pareja. No estoy seguro de cómo influye eso en tu ficción.

Esto parece que podría ser un comienzo, pero mirando las imágenes, la mancha estelar solo parece extenderse hacia abajo unos 40 °, en general, no brinda la cobertura extensa que está reclamando.
No quise afirmar que alguien había observado manchas bihemisféricas gigantes. Estaba proponiendo un máximo teórico adecuado para la ciencia ficción dura, extrapolando del mecanismo que genera grandes puntos conocidos.
Bueno, está bien, pero no estoy seguro de que sea el límite superior riguroso que estoy buscando; en realidad no está respaldado por nada científico duro. Es como decir, bueno, asumo que un planeta rocoso debe ser menos masivo que una galaxia; claro, eso es cierto, pero es casi seguro que hay un límite inferior más pequeño basado en más física. Espero no estar siendo demasiado confuso.
Solo como aviso, eliminé la etiqueta de ciencia dura de la pregunta.
Diría que está respaldado por la ciencia pura, pero no toda la ciencia dura que podría estar disponible. Espero que alguien publique una respuesta con límites más estrictos, pero aprecio el intento de Willk de ser útil.
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