Ученые исследовали звезду V889 Геркулеса, которая очень похожа на молодое Солнце. Как и все светила, она вращается неравномерно на разных широтах. Однако исследователи обнаружили, что эти скорости распределены очень странным образом.
Разница во вращении на разных широтах
Солнце вращается быстрее всего на экваторе, тогда как скорость вращения замедляется на более высоких широтах и является самой медленной в полярных областях. Но соседняя солнцеподобная звезда V889 Геркулеса, находящаяся на расстоянии 115 световых лет от нас в созвездии Геркулеса, вращается быстрее всего на широте около 40 градусов, тогда как экватор и полярные регионы вращаются медленнее. Этот вывод был опубликован в журнале Astronomy & Astrophysics.
Подобный профиль вращения не наблюдался ни для одной другой звезды. Результат потрясающий, поскольку вращение звезд считается хорошо изученным фундаментальным физическим параметром, но такой профиль вращения не был предсказан даже в компьютерных симуляциях.
«Мы применили недавно разработанную статистическую методику к данным знакомой звезды, которую изучали в Университете Хельсинки в течение многих лет. Мы не ожидали увидеть такие аномалии во вращении звезды. Аномалии в профиле вращения V889 Геркулеса указывают на то, что наше понимание звездной динамики и магнитных динамо недостаточно», — объясняет исследователь Микко Туоми, который координировал исследование.
Динамика шара плазмы
Целевая звезда V889 Геркулеса очень похожа на молодое Солнце, что рассказывает об истории и эволюции нашего светила. Туоми подчеркивает, что понимание звездной астрофизики имеет решающее значение для того, чтобы, например, предсказывать явления, вызванные активностью на поверхности нашей звезды, такие как пятна и извержения.
Звезды — это сферические структуры, в которых вещество находится в состоянии плазмы, состоящей из заряженных частиц. Это динамические объекты, которые находятся в равновесии между давлением, образующимся в результате ядерных реакций в их центре, и собственной гравитацией. Они не имеют твердых поверхностей, в отличие от многих планет.
Вращение звезды не является постоянным для всех широт. Это эффект, известный как дифференциальное вращение. Он вызван тем, что горячая плазма поднимается к поверхности звезды благодаря явлению, называемому конвекцией, которое в свою очередь влияет на локальную скорость вращения. Это также связано с тем, что угловой момент должен сохраняться, и конвекция происходит перпендикулярно к оси вращения вблизи экватора, тогда как вблизи полюсов она параллельна оси.
Однако многие факторы, такие как масса звезды, возраст, химический состав, период вращения и магнитное поле, влияют на вращение и вызывают вариации профилей дифференциального вращения.
Статистический метод определения профиля вращения
Томас Хакман, доцент астрономии, участвовавший в исследовании, объясняет, что Солнце было единственной звездой, для которой удалось изучить профиль вращения. «Дифференциальное вращение звезд является очень важным фактором, который влияет на магнитную активность звезд. Разработанный нами метод открывает новое окно во внутреннее строение других звезд».
Астрономы с кафедры физики элементарных частиц и астрофизики Хельсинкского университета определили профиль вращения двух близких молодых звезд, применив новое статистическое моделирование к долговременным наблюдениям яркости. Они смоделировали периодические вариации в наблюдениях, учитывая различия в видимом движении пятна на разных широтах. Движение пятна позволило оценить профиль вращения звезд.
Оказалось, что вторая из исследованных звезд, LQ Гидры, вращается подобно твердому телу. Скорость этого процесса оказалась неизменной от экватора к полюсам, что свидетельствует о том, что различия очень малы.
Наблюдения из обсерватории Фейрборн
Исследователи основывают свои результаты на наблюдениях за целевыми звездами из обсерватории Фейрборн. Яркость звезд отслеживается с помощью роботизированных телескопов уже около 30 лет, что дает представление о поведении звезд в течение длительного периода времени.
Целевые звезды V889 Геркулеса и LQ Гидры — это звезды возрастом примерно 50 млн лет, которые во многом напоминают молодое Солнце. Они вращаются очень быстро, с периодами вращения всего около полутора дней. По этой причине долговременные наблюдения блеска содержат много циклов вращения. Эти звезды были выбраны для исследования потому, что их наблюдали в течение десятилетий, а также потому, что они обе активно изучаются в Университете Хельсинки.
По материалам phys.org
