Близкая звезда V889 Геркулес быстрее всего вращается на широте около 40 градусов. Фото предоставлено: Яни Нярхи
Солнце вращается быстрее всего на экваторе, тогда как скорость вращения уменьшается в более высоких широтах и медленнее всего в полярных регионах. Однако ближайшая к Солнцу звезда — V889 Геркулес, находящаяся на расстоянии около 115 световых лет в созвездии Геркулеса, быстрее всего вращается на широте около 40 градусов, в то время как экватор и полярные области вращаются медленнее. Это открытие было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysicals.
Подобный профиль вращения не наблюдался ни у одной другой звезды. Результат поразителен, поскольку вращение звезды считается хорошо изученным фундаментальным физическим параметром, но такой профиль вращения невозможно предсказать даже при компьютерном моделировании.
«Мы применили недавно разработанный статистический метод к данным известной звезды, которая уже много лет изучается в Хельсинкском университете. Мы не ожидали увидеть такие аномалии во вращении звезд. Аномалии в профиле вращения V889 Herculis показывают, что наше понимание звездной динамики и магнитных динамо недостаточно», — объясняет исследователь Микко Туоми, который координировал исследование.
Динамика плазменного шара
Целевая звезда, V889 Геркулес, напоминает молодое Солнце и рассказывает историю и эволюцию нашего Солнца. Туоми подчеркивает, что крайне важно понимать астрофизику звезд, например, для прогнозирования связанных с активностью явлений на солнечной поверхности, таких как пятна и вспышки.
Звезды представляют собой сферические структуры, в которых вещество находится в состоянии плазмы, состоящей из заряженных частиц. Это динамические объекты, в которых существует баланс между давлением, создаваемым ядерными реакциями в их ядре, и собственной гравитацией. В отличие от многих планет, они не имеют твердой поверхности.
Вращение звезды не является постоянным на всех широтах – эффект, называемый дифференциальным вращением. Это вызвано тем, что горячая плазма поднимается к поверхности звезды посредством 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, а вблизи полюсов она происходит параллельно оси.
Однако многие факторы, такие как звездная масса, 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, преподаватель астрономии, принимавший участие в исследовании, объясняет, что Солнце — единственная звезда, профиль вращения которой можно изучить. «Дифференциальное вращение звезд — очень важный фактор, влияющий на магнитную активность звезд. Разработанный нами метод открывает новое окно во внутренние процессы других звезд».
Астрономы из кафедры физики элементарных частиц и астрофизики Хельсинкского университета определили профиль вращения двух близлежащих молодых звезд, применив новое статистическое моделирование к долгосрочным наблюдениям за яркостью. Они смоделировали периодические колебания наблюдений, учитывая различия в видимом движении пятен на разных широтах. Движение пятна тогда позволило оценить профиль вращения звезд.
Было обнаружено, что вторая целевая звезда, LQ Гидры в созвездии Водяной Змеи, вращается подобно твердому телу. Вращение от экватора к полюсам не изменилось, что позволяет предположить, что различия очень малы.
Наблюдения из обсерватории Фэйрборн
Исследователи основывают свои результаты на наблюдениях за целевыми звездами в обсерватории Фэйрборн. Яркость звезд отслеживается с помощью роботизированных телескопов уже около 30 лет, что дает представление о поведении звезд в течение длительного периода времени.
Туоми высоко оценивает работу старшего астронома Грегори Генри из Университета Теннесси в США, который возглавляет кампанию наблюдений в Фэйрборне.
«Проект Грега на протяжении многих лет был чрезвычайно ценен для понимания поведения близлежащих звезд. Независимо от того, является ли мотивацией изучение вращения и свойств молодых активных звезд или понимание природы звезд с планетами, наблюдения обсерватории Фэйрборн имели абсолютно решающее значение.
«Удивительно, что даже в эпоху крупных космических обсерваторий мы можем получить фундаментальное представление о звездной астрофизике с помощью небольших наземных 40-сантиметровых телескопов».
Целевые звезды V889 Геркулес и LQ Гидры — это звезды возрастом около 50 миллионов лет, которые во многом напоминают молодое Солнце. Оба они вращаются очень быстро, период вращения составляет всего около полутора суток. По этой причине долговременные наблюдения блеска содержат много циклов вращения. Звезды были выбраны в качестве целей, потому что их наблюдали на протяжении десятилетий и потому что обе они интенсивно изучались в Хельсинкском университете.
Информация от: Хельсинкским университетом
