Raziskovalci z japonske Univerze v Nagoji so s pomočjo naprednih računalniških simulacij postavili pod vprašaj dolgoletno teorijo o tem, kako se zvezde vrtijo v poznejših fazah svojega življenja. Po novih ugotovitvah zvezde, podobne Soncu, tudi v starosti ohranijo enak vzorec vrtenja: ekvator se vrti hitreje kot pola. S tem so ovrgli hipotezo, ki je med astrofiziki veljala skoraj 45 let. Rezultati raziskave so bili objavljeni v reviji Nature Astronomy.
Zvezde niso trdna telesa, temveč ogromne krogle vročega plina. Zaradi tega se različni deli zvezde vrtijo z različnimi hitrostmi. Pri Soncu na primer ekvator opravi en obrat približno v 25 dneh, medtem ko pola za en obrat potrebujeta okoli 35 dni. Takšen vzorec vrtenja astronomi imenujejo diferencialna rotacija sončnega tipa.
Dolga desetletja so teoretični modeli napovedovali, da se bo ta vzorec z milijardami let postopoma spremenil. Zvezde se namreč s staranjem upočasnjujejo, zato so raziskovalci predvidevali, da se bo pretok vročega plina v notranjosti zvezde preuredil. Posledica naj bi bila tako imenovana protisončna rotacija, pri kateri bi se pola vrtela hitreje kot ekvator.
Nova raziskava kaže, da se to najverjetneje nikoli ne zgodi.
Turbulenca in magnetna polja ohranjajo stabilno vrtenje
Ekipa je ugotovila, da notranje gibanje vročega plina in magnetna polja zvezd delujeta skupaj in ohranjata enak vzorec vrtenja skozi celotno življenjsko dobo zvezde.
Hideyuki Hotta z Inštituta za okoljske raziskave vesolja in Zemlje Univerze v Nagoji pojasnjuje: „Ugotovili smo, da turbulenca in magnetizem skupaj poskrbita, da se ekvator vrti hitreje kot pola skozi celotno življenje zvezde, ne le v mladosti.“
Po njegovih besedah so prejšnje simulacije vlogo magnetnih polj podcenile, ker jih zaradi prenizke ločljivosti niso mogle pravilno zajeti.
Superračunalnik Fugaku razkriva dogajanje v notranjosti zvezd
Raziskovalci so za svoje delo uporabili japonski superračunalnik Fugaku, enega najzmogljivejših računalniških sistemov na svetu. Z njegovo pomočjo so ustvarili izjemno podrobne simulacije notranjosti zvezd sončnega tipa.
Vsako simulirano zvezdo so razdelili na kar 5,4 milijarde računskih točk, kar je omogočilo bistveno natančnejši vpogled v gibanje plazme in magnetnih polj.
Pri prejšnjih modelih z nižjo ločljivostjo so magnetna polja v simulacijah pogosto izginila ali postala zanemarljiva. V novi simulaciji so ostala stabilna in so se izkazala kot ključni dejavnik, ki preprečuje spremembo vzorca vrtenja.
Raziskovalci so ugotovili tudi, da magnetna polja zvezd z leti postopoma slabijo, vendar se v starosti ne okrepijo ponovno, kot so napovedovali nekateri starejši modeli.
Boljše razumevanje Sonca in oddaljenih zvezd
Astronomi so že dolgo opažali, da opazovanja zvezd ne potrjujejo napovedi o protisončni rotaciji. Do zdaj ni bilo jasno, ali je razlog v pomanjkljivih opazovalnih metodah ali v samih teoretičnih modelih.
Raziskovalec Yoshiki Hatta je pojasnil: „Naša simulacija skoraj popolnoma reproducira opazovani vzorec vrtenja Sonca. Ko jo uporabimo za počasneje vrteče se zvezde, dobimo rezultate, ki se ujemajo z astronomskimi opazovanji in ne kažejo protisončne rotacije.“
Novo razumevanje notranjosti zvezd bi lahko pomagalo razložiti številne pojave, povezane z magnetno aktivnostjo zvezd, vključno z znamenitim 11-letnim ciklom sončnih peg. Poleg tega bi lahko izboljšalo modele razvoja zvezd in pomagalo astronomom pri razlagi opazovanj oddaljenih zvezd ter pri razumevanju pogojev, ki vplivajo na bivalnost planetov skozi milijarde let.
