Солнце вращается быстрее всего на экваторе, в то время как скорость вращения замедляется на более высоких широтах и является самой медленной в полярных регионах. Но ближайшая солнцеподобная звезда — V889 Herculis, расположенная примерно в 115 световых годах от нас в созвездии Геркулеса — вращается быстрее всего на широте около 40 градусов, в то время как экватор и полярные области вращаются медленнее.
Подобный профиль вращения не наблюдался ни у одной другой звезды. Результат ошеломляющий, потому что вращение звезды считалось хорошо изученным фундаментальным физическим параметром, но такой профиль вращения не был предсказан даже при компьютерном моделировании.
"Мы применили недавно разработанный статистический метод к данным о знакомой звезде, который годами изучался в Хельсинкском университете. Мы не ожидали увидеть такие аномалии во вращении звезды. Аномалии в профиле вращения звезды V889 Herculis указывают на то, что наше понимание звездной динамики и магнитных сил недостаточно ", - объясняет исследователь Микко Туоми, который координировал исследование.
Динамика плазменного шара
Целевая звезда V889 Herculis во многом похожа на молодое солнце, рассказывая историю об эволюции нашего Солнца. Туоми подчеркивает, что крайне важно понимать звездную астрофизику, чтобы, например, предсказывать явления, вызванные активностью на поверхности Солнца, такие как пятна и извержения.
Звезды представляют собой сферические структуры, в которых вещество находится в состоянии плазмы, состоящей из заряженных частиц. Это динамические объекты, которые находятся в равновесии между давлением, возникающим в результате ядерных реакций в их ядрах, и собственной гравитацией. У них нет твердой поверхности, в отличие от многих планет.
Вращение звезды непостоянно для всех широт — эффект, известный как дифференциальное вращение. Это вызвано тем фактом, что горячая плазма поднимается к поверхности звезды за счет явления, называемого конвекцией, которое, в свою очередь, влияет на местную скорость вращения. Это связано с тем, что угловой момент должен сохраняться, и конвекция происходит перпендикулярно оси вращения вблизи экватора, тогда как она параллельна оси вблизи полюсов.
Однако многие факторы, такие как масса звезды, возраст, химический состав, период вращения и магнитное поле, влияют на вращение и приводят к изменениям в дифференциальных профилях вращения.
Статистический метод определения профиля вращения
Томас Хэкман, доцент астрономии, участвовавший в исследовании, объясняет, что солнце было единственной звездой, для которой было возможно изучить профиль вращения. "Дифференциальное вращение звезд является очень важным фактором, влияющим на магнитную активность звезд. Разработанный метод открывает новое окно во внутреннюю работу других звезд ".
Астрономы факультета физики элементарных частиц и астрофизики Хельсинкского университета определили профиль вращения двух близлежащих молодых звезд, применив новое статистическое моделирование к наблюдениям яркости за длительной базовой линией. Они смоделировали периодические изменения в наблюдениях, учитывая различия в видимом движении пятна на разных широтах. Затем движение пятна позволило оценить профиль вращения звезд.
Было обнаружено, что вторая из целевых звезд, LQ Hydrae в созвездии Гидры, вращается во многом как твердое тело - вращение казалось неизменным от экватора к полюсам, что указывает на то, что различия очень малы.
Наблюдения из обсерватории Фэйрборн
Исследователи основывают свои результаты на наблюдениях за целевыми звездами из обсерватории Фэйрборн. Яркость звезд отслеживалась с помощью роботизированных телескопов около 30 лет, что позволяет получить представление о поведении звезд на протяжении длительного периода времени.
Туоми высоко оценивает работу старшего астронома Грегори Генри из Университета Теннесси, США, который возглавляет наблюдательную кампанию Fairborn.
"На протяжении многих лет проект Грега был чрезвычайно ценным для понимания поведения близлежащих звезд. Независимо от того, является ли целью изучение вращения и свойств молодых активных звезд или понимание природы звезд с планетами, наблюдения обсерватории Фэйрборн были абсолютно важными.
"Удивительно, что даже в эпоху великих космических обсерваторий мы можем получать фундаментальную информацию по звездной астрофизике с помощью небольших 40-сантиметровых наземных телескопов".
Целевые звезды V889 Herculis и LQ Hydrae имеют возраст примерно 50 миллионов лет и во многих отношениях напоминают молодое солнце. Они оба вращаются очень быстро, с периодами вращения всего около полутора суток. По этой причине наблюдения яркости на длинной базовой линии содержат много циклов вращения. Звезды были выбраны в качестве целей, потому что за ними наблюдали десятилетиями и потому что они оба активно изучались в Хельсинкском университете.
Источник: Astronomy & Astrophysics, Хельсинкский университет
На изображении:
Ближайшая звезда V889 Herculis вращается быстрее всего на широте около 40 градусов.
Дополнительные материалы
