Среди самых ярких особенностей Солнца — его солнечные пятна, относительно темные области, некоторые из которых видны с Земли даже без увеличения. Многие другие звезды, которые, подобно Солнцу, находятся в расцвете лет, также покрыты пятнами. С другой стороны, в красных гигантах, находящихся на продвинутой стадии звездной эволюции, такие пятна ранее считались редкими. Причину этой разницы можно найти глубоко внутри звезд. Взаимодействие токопроводящих плазменных токов и вращения генерирует магнитное поле звезды, которое затем вымывается на ее поверхность. В некоторых местах особенно сильные магнитные поля не позволяют горячей плазме течь вверх. Эти области кажутся темными и составляют звездные пятна.
До сих пор исследователи предполагали, что почти все красные гиганты вращаются довольно медленно вокруг своей оси. В конце концов, звезды резко расширяются, когда они превращаются в красных гигантов к концу своей жизни. В результате их вращение замедляется. Новое исследование под руководством ученых из MPS и Университета штата Нью-Мексико (США) в настоящее время меняет представление ученых об этом процессе.
Исследовательская группа изучила данные измерений около 4500 красных гигантов, зарегистрированных космическим телескопом НАСА с 2009 по 2013 годы, для выявления пятен.
На втором этапе ученые исследовали вопрос, почему пятнистые гиганты вращаются так быстро. Как они собирают необходимую энергию?
Чтобы ответить на этот вопрос, ученым нужно было определить как можно больше свойств звезд, а затем составить общую картину, объясняет ведущий автор публикации, доктор Патрик Голм. Например, в обсерватории Апач-Пойнт в Нью-Мексико (США) исследователи изучали, как длины волн звездного света от некоторых звезд меняются со временем. Это позволяет сделать выводы об их точном движении. Команда также рассмотрела быстрые колебания яркости, которые накладываются на более медленные, вызванные звездными пятнами. Более быстрые флуктуации являются выражением волн давления, распространяющихся через внутреннее пространство звезды к ее поверхности.
Анализ показал, что примерно 15% обнаруженных гигантов принадлежат к тесным двойным звездным системам, обычно состоящим из красного гиганта с небольшим и менее массивным спутником. В таких системах скорости вращения обеих звезд синхронизируются во времени, пока они не вращаются в унисон. Таким образом, более медленный красный гигант набирает обороты и вращается быстрее, чем без звезды-компаньона.
Другие красные гиганты со звездными пятнами, около 85%, находятся без звездной пары, и все же они быстро вращаются. Те, чья масса примерно равна массе Солнца, вероятно, слились с другой звездой или планетой в ходе своей эволюции и таким образом набрали скорость.
У нескольких более тяжелых красных гигантов, масса которых в два-три раза больше массы Солнца, было другое развитие. В период расцвета их жизни их внутренняя структура препятствовала созданию глобального магнитного поля, которое постепенно уносит частицы от звезды. Их вращение, вероятно, никогда не замедлялось значительно. Даже будучи красными гигантами, они все еще вращаются почти так же быстро, как в молодости.
Всего найдено три группы быстро вращающихся звезд, у каждой из которых совершенно разное объяснение пятен.
Такие исследования, как это, проливают свет, на эволюцию вращения и магнитной активности звезд. А также на их сложное взаимодействие, включая влияние на обитаемость их возможных планетных систем. Это одна из главных целей миссии Европейского космического агентства в PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), запуск которой ожидается к концу 2026 года.
Читать также
Посмотрите на огромную «стену» из сотни тысяч галактик позади Млечного пути
Комета NEOWISE видна в России. Где ее увидеть, куда смотреть и как сделать фото