Вчені дослідили зорю V889 Геркулеса, яка дуже схожа на молоде Сонце. Як і всі світила, вона обертається нерівномірно на різних широтах. Проте дослідники виявили, що ці швидкості розподілені дуже дивним чином.
Різниця в обертанні на різних широтах
Сонце обертається найшвидше на екваторі, тоді як швидкість обертання сповільнюється на вищих широтах і є найповільнішою у полярних областях. Але сусідня сонцеподібна зоря V889 Геркулеса, що розташована на відстані 115 світлових років від нас у сузір’ї Геркулеса, обертається найшвидше на широті близько 40 градусів, тоді як екватор і полярні регіони обертаються повільніше. Цей висновок був опублікований у журналі Astronomy & Astrophysics.
Подібний профіль обертання не спостерігався для жодної іншої зорі. Результат виявився приголомшливий, оскільки обертання зір вважається добре вивченим фундаментальним фізичним параметром, але такий профіль обертання не був передбачений навіть у комп’ютерних симуляціях.
«Ми застосували нещодавно розроблену статистичну методику до даних знайомої зорі, яку вивчали в Університеті Гельсінкі протягом багатьох років. Ми не очікували побачити такі аномалії в обертанні зорі. Аномалії у профілі обертання V889 Геркулеса вказують на те, що наше розуміння зоряної динаміки й магнітних динамо недостатнє», — пояснює дослідник Мікко Туомі, який координував дослідження.
Динаміка кулі плазми
Цільова зоря V889 Геркулеса дуже схожа на молоде Сонце, що розповідає про історію та еволюцію нашого світила. Туомі підкреслює, що розуміння зоряної астрофізики має вирішальне значення для того, щоб, наприклад, передбачати явища, спричинені активністю на поверхні нашої зорі, такі як плями та виверження.
Зорі — це сферичні структури, в яких речовина перебуває у стані плазми, що складається із заряджених частинок. Це динамічні об’єкти, які перебувають у рівновазі між тиском, що утворюється в результаті ядерних реакцій у їхньому центрі, та власною гравітацією. Вони не мають твердих поверхонь, на відміну від багатьох планет.
Обертання зорі не є постійним для всіх широт. Це ефект, відомий як диференціальне обертання. Він спричинений тим, що гаряча плазма піднімається до поверхні зорі завдяки явищу, яке називається конвекцією, що своєю чергою впливає на локальну швидкість обертання. Це також пов’язано з тим, що кутовий момент повинен зберігатися, і конвекція відбувається перпендикулярно до осі обертання поблизу екватора, тоді як поблизу полюсів вона паралельна осі.
Однак багато факторів, таких як маса зорі, вік, хімічний склад, період обертання і магнітне поле, впливають на обертання і спричиняють варіації профілів диференціального обертання.
Статистичний метод визначення профілю обертання
Томас Гакман, доцент астрономії, який брав участь у дослідженні, пояснює, що Сонце було єдиною зорею, для якої вдалося вивчити профіль обертання. «Диференціальне обертання зір є дуже важливим фактором, який впливає на їхню магнітну активність. Розроблений нами метод відкриває нове вікно у внутрішню будову інших світил».
Астрономи з кафедри фізики елементарних частинок і астрофізики Гельсінського університету визначили профіль обертання двох близьких молодих зір, застосувавши нове статистичне моделювання до довготривалих спостережень яскравості. Вони змоделювали періодичні варіації у спостереженнях, враховуючи відмінності у видимому русі плями на різних широтах. Рух плями дозволив оцінити профіль обертання світил.
З’ясувалося, що друга з досліджених зір, LQ Гідри, обертається подібно до твердого тіла. Швидкість цього процесу виявилася незмінною від екватора до полюсів, що свідчить про те, що відмінності дуже малі.
Спостереження з обсерваторії Фейрборн
Дослідники ґрунтують свої результати на спостереженнях за цільовими зорями з обсерваторії Фейрборн. Яскравість світил відстежується за допомогою роботизованих телескопів вже близько 30 років, що дає уявлення про поведінку зір протягом тривалого періоду часу.
Цільові зорі V889 Геркулеса та LQ Гідри — це світила віком приблизно 50 млн років, які багато в чому нагадують молоде Сонце. Вони обертаються дуже швидко, з періодами обертання всього близько півтора дня. З цієї причини довготривалі спостереження блиску містять багато циклів обертання. Ці зорі були обрані для дослідження тому, що їх спостерігали протягом десятиліть, а також через те, що вони обидві активно вивчаються в Університеті Гельсінкі.
За матеріалами phys.org
