Астрономы нашли гигантские магнитные пятна на маленьких горячих звездах

Астрономы обнаружили на поверхности очень горячих звезд в шаровых скоплениях гигантские магнитные пятна, а также зарегистрировали исходящие от них сверхмощные вспышки. Открытия, о которых сообщается в Nature Astronomy, помогут ученым объяснить поведение других похожих объектов — например, белых карликов.

Звезды вполовину меньше Солнца, но при этом в 4–5 раз горячее его называют звездами крайней горизонтальной ветви — из-за их положения на диаграмме Герцшпрунга — Рассела. Они отличаются от других объектов очень тонкой водородной оболочкой и обычно минуют одну из конечных стадий жизни типичной звезды (асимптотическую ветвь гигантов), умирая преждевременно. 

Долгое время эти необычные объекты оставались малоизученными, но сейчас астрономам под руководством Язана Момани (Yazan Momany) из Астрономической обсерватории в Падуе удалось выделить для изучения крайне горячие звезды среди более холодных при исследовании горячих звезд в трех шаровых скоплениях в ближнем ультрафиолетовом диапазоне. Наблюдения велись с помощью Очень большого телескопа (VLT) и телескопа VLT Survey.

У звезд в изученных шаровых скоплениях никаких компаньонов не обнаружилось — что довольно удивительно, так как считается что в нашей галактике звезды крайней горизонтальной ветви, как правило, находятся в двойных системах. Кроме того, в процессе длительного мониторинга небесных тел Момани и его коллеги зарегистрировали регулярные изменения блеска с периодами всего от нескольких дней до нескольких недель.

Исключив все остальные возможные сценарии, ученые пришли к выводу, что наблюдаемая переменность может объясняться наличием пятен. Как и пятна на Солнце, они создаются магнитными полями, но между ними есть большие различия. В отличие от Солнца, где пятна выглядят темными на фоне яркого и более горячего окружения, пятна на звездах крайней горизонтальной ветви ярче и горячее, чем окружающая их среда. Кроме того, такие пятна значительно больше солнечных, они покрывают до четверти поверхности звезды, а также очень устойчивы: они держатся десятилетиями, в то время как темные солнечные пятна — это короткоживущие образования, существующие от нескольких дней до нескольких месяцев. Когда горячие звезды вращаются, пятна на поверхности то появляются в поле зрения, то исчезают из него, что и приводит к наблюдаемым изменениям блеска.

Кроме переменности блеска, связанной с пятнами, ученые обнаружили пару звезд крайней горизонтальной ветви, на которых происходили сверхмощные вспышки. Во время таких вспышек выделялось в несколько миллионов раз больше энергии, чем при подобных явлениях на Солнце, что тоже свидетельствует о присутствии магнитного поля.

Астрономы надеются, что полученные данные помогут объяснить происхождение сильных магнитных полей у многих белых карликов — объектов, представляющих последнюю стадию жизни солнцеподобных звезд и имеющих много общего со звездами крайней горизонтальной ветви. «Главное, что изменения блеска всех горячих звезд, от молодых звезд типа Солнца до старых звезд крайней горизонтальной ветви и давно умерших белых карликов, теперь можно связать друг с другом. Все эти объекты могут иметь на поверхности магнитные пятна», — говорит член группы Дэвид Джонс (David Jones), сотрудник Института астрофизики Канарских островов в Испании.

На Солнце появление пятен связано с 11-летним циклом активности — сменой периодов с большим числом пятен и периодов с почти полным их отсутствием. Недавно ученые зарегистрировали пятно, которое относится к новому, 25-му солнечному циклу, а значит Солнце постепенно начинает выбираться из глубокого минимума активности, который наблюдался до этого.

Кристина Уласович