Ново изследване обяснява как се въртят звездите от слънчев тип. То помага на учените да разберат 11-годишния слънчев цикъл и да прогнозират влиянието на магнитните полета.

Изследователи от университета в Нагоя, Япония, публикуваха в Nature Astronomy резултатите от детайлно моделиране на вътрешната структура на звездите.

Тяхната работа опровергава теория, съществувала повече от 45 години.

Учените са установили, че звездите от слънчев тип запазват характерното си диференциално въртене. Екваторът им винаги се върти по-бързо от полюсите, като това не се променя с възрастта.

Защо се смяташе, че въртенето се променя?

Преди се предполагаше, че с напредването на възрастта звездите променят модела си на въртене. И полюсите започват да се въртят по-бързо от екватора.

Тази хипотеза се основаваше на идеята, че с времето общото въртене се забавя, което би трябвало да промени движението на газа във вътрешността на звездата.

Наблюденията обаче не потвърждаваха тази теория.

Слънцето и подобните на него жълти звезди със среден размер осигуряват стабилни условия в продължение на милиарди години.

Тъй като се състои от газ, Слънцето не се върти като твърдо тяло, а диференциално. Екваторът извършва пълно завъртане за около 25 дни, на полюсите им отнема около 35 дни.

Този феномен е известен като диференциално въртене от слънчев тип.

Тайната на стабилното въртене при звездите от слънчев тип

С помощта на суперкомпютъра Fugaku изследователите са успели да симулират вътрешните процеси в звездите с рекордна резолюция, разделяйки всяка от тях на 5,4 милиарда точки.

„Открихме, че турбулентността и магнетизмът поддържат ускореното въртене на екватора през целия живот на звездата. А не само в нейната младост“, обяснява Хидеюки Хота от Института за изследване на космоса и земната среда в Нагоя.

Магнитните полета действат като стабилизатор.

Те поддържат характерното въртене и не позволяват на полюсите да изпреварят екватора, както се предполагаше в старите модели.

Преди това, поради ниската резолюция на симулациите, полетата са „изчезвали“ и тяхното значение е било подценявано.

Суперкомпютър разкрива тайните на звездите

Суперкомпютърът Fugaku, инсталиран в RIKEN (Кобе, Япония), е позволил на изследователите да вземат предвид и най-малките детайли, недостъпни за старите методи.

Моделите показват, че магнетизмът постепенно отслабва, но не се възстановява в напреднала възраст и не води до обратен тип въртене, при който полюсите се въртят по-бързо от екватора.

„Нашата симулация почти идеално възпроизвежда наблюдаваното въртене на Слънцето. Когато я приложим към бавно въртящи се звезди, тя също съответства на наблюденията и не показва обратно въртене“, казва Йошики Хата, съавтор на изследването.

Практическо значение за науката за звездите

Сега астрономите разполагат с по-точна представа за вътрешната динамика на звездите от слънчев тип.

Това помага да се обясни 11-годишният цикъл на слънчева активност и да се прогнозира влиянието на магнитната активност върху обитаемостта на планетите.

Новите данни също така ще подобрят моделите за еволюция на звездите и интерпретацията на наблюденията на далечни светила.

Fugaku се използва от март 2021 г. и показва едни от най-добрите резултати в света в международните тестове за суперкомпютри.

Високата точност на моделиране позволява на учените да създават реалистични сценарии за поведението на звездите в продължение на милиарди години.