Меняется ли вращение звезд солнечного типа с возрастом: ответ ученых

Астрофизики опровергли теорию, которая существовала почти полвека.
Автор Hi-Tech Mail
Диаграмма внутреннего строения Солнца
Диаграмма внутреннего строения Солнца

Астрофизики из университета Нагои провели детальное моделирование внутренних процессов в солнцеподобных звездах и пришли к выводу, что характер их вращения может оставаться неизменным на протяжении всей жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Работа ставит под сомнение гипотезу, которая превалировала почти 45 лет. Считалось, что по мере старения таких звезд их вращение должно «переворачиваться», и полярные области начинают вращаться быстрее экватора (в молодом возрасте происходит наоборот). Однако новые расчеты показывают, что этого, вероятно, не происходит.

Моделирование конвекции звездного вещества
Моделирование конвекции звездного веществаИсточник: https://phys.org/

Почему ученые ожидали «переворот» вращения

Солнце и похожие на него звезды состоят из горячего газа и вращаются не как твердые тела. Их экватор движется быстрее полюсов — на Солнце один оборот на экваторе занимает около 25 дней, тогда как у полюсов — примерно 35 дней. Такое явление называют дифференциальным вращением.

Астрофизики предполагали, что с возрастом звезды постепенно замедляются. Согласно старой теории, это должно было изменить внутренние потоки плазмы и привести к противоположному режиму — так называемому антисолнечному вращению, при котором полюса вращаются быстрее экватора.

Жизненный цикл Солнца
Жизненный цикл СолнцаИсточник: https://commons.wikimedia.org/

Однако суперкомпьютерное моделирование показало: ключевую роль играют магнитные поля, роль которых учитывались недостаточно.

Новые симуляции показали, что турбулентные потоки горячего газа внутри звезды вместе с магнитными полями стабилизируют вращение. В результате экватор продолжает вращаться быстрее полюсов даже тогда, когда звезда стареет и в целом теряет скорость вращения.

Это означает, что многие звезды, похожие на Солнце по массе и температуре, могут сохранять один и тот же режим вращения на протяжении миллиардов лет — весь срок своего существования.

Южный полюс Солнца
Изображение южного полюса Солнца, полученное в ходе миссии STEREO. В правой нижней части снимка виден выброс массыИсточник: https://commons.wikimedia.org/

Интересные факты

Солнце делает полный оборот вокруг центра Млечного Пути примерно за 220–250 млн лет, такой период называют «галактическим годом».

Дифференциальное вращение звезд связано с их магнитной активностью и появлением пятен и вспышек на поверхности. На экваторе пятна появляются чаще, чем на полюсах.

Молодые аналоги Солнца могут быть значительно активнее: например, звезда EK Draconis производит вспышки в десятки раз мощнее солнечных.

EK Draconis
Молодая активная звезда солнечного типа заливает плазмой планету.Источник: https://phys.org/

Об этой гиперактивной молодой звезде солнечного типа рассказывает материал Hi-Tech Mail.