Ослабление магнитного поля обеспечило быстрое вращение старых звезд

Астрономы нашли пример старой звезды, которая делает один оборот вокруг оси за 47 дней, хотя теория замедления вращения предсказывает для тела данного возраста период в 78 дней. Эти данные серьезно ограничивают возможность применения методов гирохронологии, то есть определения возраста светил на основе скорости их вращения, так как в таком случае предполагается постоянное замедление. Доклад с новыми данными был представлен на посвященной результатам работы спутника TESS конференции.

Возраст — это один из основных параметров звезд, с которым связаны многие другие свойства, такие как активность и особенности внутреннего строения. Однако с практической точки зрения возраст светила во многих случаях определить сложно. Астрономы придумали множество методов, но каждый из них обладает своими ограничениями.

Одним из предложенных способов является гирохронология, которая опирается на связь между временем жизни и скоростью вращения поверхности звезд главной последовательности. В рамках этой идеи предполагается, что все звезды рождаются с быстрым вращением, а постоянно происходящая в течение их жизни потеря массы и момента вращения вместе с покидающими светила частицами — звездным ветром — обеспечивают связь возраста и торможения. Однако характер истечения плазмы зависит от многих параметров, которые могут значительно различаться у разных объектов.

В 2016 году Трэвис Меткалф (Travis Metcalfe) из Института космической науки в США и его коллеги с использованием данных, собранных телескопом «Кеплер», показали, что среди старых звезд можно найти неожиданно быстро вращающиеся. Авторы выдвинули гипотезу, что обнаруженный феномен объясняется резким ослаблением магнитного поля примерно в середине жизни звезды. Такая идея указывала на возможное фундаментальное изменение в механизме генерации поля — магнитного динамо — у стареющих звезд, причем Солнце может находиться вблизи этого перехода. Тем не менее, некоторых других астрономов эти результаты не убедили.

На этот раз Меткалф представил результаты анализа основной звезды в тройной системе 94 Aquarii, расположенной на расстоянии в 21 парсек от Земли. Цвет и яркость этого объекта указывают на то, что он находится на стадии субгиганта, то есть только сошедшего с главной последовательности светила, в ядре которого подходит к концу термоядерное топливо.

Авторы использовали 27 дней наблюдений звезды при помощи телескопа TESS, а также данные о ее активности, собранные за последние 35 лет в обсерватории Маунт-Вилсон. Оказалось, что светило вращается гораздо быстрее, чем предсказывает гирохронология на основе возраста — один оборот за 47 дней вместо 78. Астрономы подтвердили выводы, оценив возраст альтернативным способом при помощи астросейсмологии, то есть посредством анализа колебаний поверхности. В результате получилась значение 6,2 миллиарда лет, которое соответствует измеренному методом гирохронологии возрасту также входящих в систему 94 Aquarii холодных карликов.

Ученые заключают, что связь между скоростью вращения и возрастом нарушается как минимум для некоторых звезд, причем единственным способом объяснить это является прекращение торможения в течение второй половины жизни звезды на главной последовательности. Авторы собираются повторить анализ с несколькими сотнями других звезд, что станет возможным по мере получения новых данных миссией TESS.

Недавно астрофизики нашли новое место синтеза тяжелых элементов, а также впервые измерили поляризацию света вращающейся звезды.

Тимур Кешелава