Молодая да ранняя: звезда солнечного типа оказалась не по-детски шустрой

Впервые в истории ученые измерили параметры магнитного динамо звезды отличной от Солнца. Динамика магнитных полей молодой звезды Йота Часов превзошла солнечную: ее полюса меняются местами раз в два года. У звезды есть спутник-гигант.

Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail

Ученые из Института астрофизики имени Лейбница в Потсдаме (AIP) обнаружили сложное магнитное «сердцебиение» сравнительно недалекой звезды, удивительно похожей на наше Солнце, но гораздо более молодой и активной. Исследование, проведенное в рамках кампании «Далеко от Солнца» (Far Beyond the Sun), стало результатом почти трехлетних сверхточных наблюдений и проливает новый свет на то, как такие звезды, как Солнце, генерируют свои магнитные поля и как эти поля меняются с течением времени. Результаты представлены в статье на сервере препринтов arXiv.

В центре внимания этого исследования находится звезда Йота Часов (лат. Iota Horologii, сокращенно I Hor), расположенная в тусклом протяженном созвездии Часы (Horologium) на южном небе в 56,2 световых лет от Земли. Возраст I Hor составляет около 625 миллионов лет — она намного моложе нашего Солнца, которому 4,6 миллиарда лет. Температура на поверхности I Hor — 6150 K, это сравнимо с температурой на Солнце. Масса Йоты Часов оценивается в 1,25 M⊙. Удивительно, что звезда, несмотря на молодость, богата тяжелыми элементами — ее металличность на 50% выше солнечной.

Йота Часов вращается быстрее и демонстрирует гораздо более высокую магнитную активность, чем Солнце. Звезда уже обзавелась как минимум одной дочерней планетой массой почти в два раза больше Юпитера. Вполне вероятно, что у нее есть и другие планеты, но на фоне гиганта I Hor b идентифицировать их пока не удается.

Направив поляриметр (HARPS High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) 3,6-метрового телескопа Европейской южной обсерватории в Ла-Силья в Чили на эту звезду, исследователи из AIP провели 199 сеансов ночных наблюдений и собрали массив спектрополяриметрических данных за шесть сезонов.

Используя передовую технологию зеемановской доплеровской визуализации (Zeeman Doppler Imaging, ZDI), команда преобразовала эти измерения в 18 отдельных «карт» крупномасштабного магнитного поля I Hor, охватывающих примерно 140 полных оборотов молодого светила. На этих картах показано, как появляются, исчезают и меняют полярность магнитные элементы — явления, которые отражают глубинные магнитодинамические процессы в турбулентных недрах звезды.

Одним из самых примечательных открытий стало то, что Йота Часов завершает полный магнитный цикл, эквивалентный 22-летнему циклу Солнца, чуть более чем за два года (около 773 дней). За этот период северный и южный магнитные полюса звезды меняются местами, а затем снова возвращаются в исходное положение, создавая ритмичное магнитное «сердцебиение», которое происходит гораздо быстрее, чем на нашем Солнце. Говоря медицинским языком, Йота Часов испытывает ощутимую электромагнитную тахикардию.

Возможно, еще более захватывающим является создание авторами первых «диаграмм магнитных бабочек» для звезды за пределами Солнечной системы. На Солнце эти диаграммы отслеживают широтную миграцию солнечных пятен и магнитного поля по мере прохождения цикла: пятна появляются в средних широтах и постепенно смещаются к экватору.

Усреднив отображенную магнитную полевую напряженность на разных широтах для каждой эпохи, ученые из Американского института физики создали аналогичные диаграммы для Йоты Часов, которые показывают, как ее магнитные области перемещаются к полюсам и экватору в течение каждого цикла.

На основе этих диаграмм команда получила прямые оценки крупномасштабных потоков на поверхности звезды. Они обнаружили, что радиальные области поля мигрируют к полюсм со скоростью от 15 до 78 м/с (скорость современного поезда), а тороидальное поле дрейфует к экватору со скоростью 9–19 м/с (средняя скорость автомобиля). И то, и другое происходит значительно быстрее, чем соответствующие потоки на Солнце. Это первое измерение таких меридиональных (направленных к полюсу) и экваториальных потоков на звезде, отличной от Солнца.

Эти результаты являются важным ориентиром для понимания работы магнитных динамо — двигателей, которые обеспечивают звездную и солнечную активность. Сравнивая быстрый магнитный цикл и высокую активность Йоты Часов с более размеренным 22-летним ритмом Солнца, мы получаем более глубокое представление о том, как такие факторы, как скорость вращения и возраст, влияют на магнитную эволюцию звезд.

Магнитная активность влияет на звездный ветер, вспышки и высокоэнергетическое излучение — все это может формировать среду на орбитах планет. Данные о звезде I Hor, вокруг которой вращается по крайней мере одна известная экзопланета, помогают астрономам оценить, как молодые звезды, подобные Солнцу, могут влиять на обитаемость планет в своей системе.Хулиан Альварадо Гомесведущий исследователь из Американского института физики.

Об уникальной «звезде-бабочке» с необычным протопланетным диском Hi-Tech Mail рассказал здесь.

• космос

Поделиться