Учёные из Института астрофизики им. Лейбница в Потсдаме (AIP) раскрыли сложное магнитное сердцебиение далёкой звезды, удивительно похожей на наше Солнце, но гораздо более молодой и активной. Это исследование, проведённое в рамках кампании «Far Beyond the Sun», основано на почти трёхлетних сверхточных наблюдениях и проливает новый свет на то, как звёзды, подобные нашему Солнцу, генерируют свои магнитные поля и как эти поля изменяются со временем.
Результаты опубликованы в статье «Far Beyond the Sun III: The Magnetic Cycle of ι Horologii» на сервере препринтов arXiv.
В центре этого исследования находится звезда Иота Хорологиум (ι Hor), расположенная примерно в 56 световых годах от Земли. Ей около 600 миллионов лет, что намного меньше возраста нашего Солнца, которому 4,6 миллиарда лет. Иота Хорологиум вращается быстрее и проявляет гораздо более активную магнитную деятельность, чем Солнце.
Используя спектрополяриметрические данные, собранные в течение 199 ночей наблюдений на телескопе Европейской южной обсерватории в Чили, исследователи AIP создали 18 карт крупномасштабного магнитного поля Иота Хорологиум. Эти карты показывают, как магнитные особенности появляются, исчезают и даже меняют полярность — явления, отражающие глубоко укоренившиеся процессы динамо внутри турбулентной внутренней части звезды.
Одним из наиболее замечательных открытий является то, что Иота Хорологиум совершает полный магнитный цикл — эквивалентный 22-летнему циклу Солнца — всего за чуть более двух лет (около 773 дней). За этот период магнитные север и юг звезды меняются местами, а затем снова переключаются, создавая ритмичное магнитное сердцебиение, гораздо более быстрое, чем у нашего Солнца.
Созданы первые «диаграммы магнитных бабочек» для звезды за пределами нашей Солнечной системы. На Солнце эти диаграммы отслеживают широтную миграцию солнечных пятен и магнитного поля по мере развития цикла: пятна появляются на средних широтах и постепенно смещаются к экватору.
Учёные AIP усреднили отображаемую на картах силу магнитного поля на разных широтах для каждой эпохи и создали аналогичные диаграммы для Иота Хорологиум, показав, как её магнитные области мигрируют к полюсам и к экватору в течение каждого цикла.
Из этих звёздных диаграмм команда получила прямые оценки крупномасштабных потоков на поверхности Иота Хорологиум. Они обнаружили, что области радиального поля перемещаются к полярным регионам со скоростью 15–78 м/с (что сопоставимо со скоростью высокоскоростного поезда), в то время как тороидальное поле дрейфует к экватору со скоростью 9–19 м/с (средняя скорость автомобиля), что существенно быстрее, чем соответствующие солнечные потоки. Это первое измерение таких меридиональных (к полюсам) и экваториальных потоков на любой звезде, кроме Солнца.
«Эти результаты предлагают важный ориентир для понимания магнитных динамо — двигателей, управляющих звёздной и солнечной активностью», — говорит доктор Хулиан Альварадо Гомез, ведущий исследователь в AIP.
«Сравнивая быстрый магнитный цикл и высокую активность Иота Хорологиум с более неторопливым 22-летним ритмом Солнца, мы получаем более глубокое понимание того, как такие факторы, как скорость вращения и возраст, влияют на магнитную эволюцию», — добавляет он.
Кроме того, магнитная активность управляет звёздными ветрами, вспышками и излучением высокой энергии, которые могут формировать среду на орбите планет. Данные, полученные для Иота Хорологиум, у которой есть по крайней мере одна известная экзопланета, помогают астрономам оценить, как молодые звёзды, похожие на Солнце, могут влиять на обитаемость миров в их системах.
Предоставлено Институтом астрофизики им. Лейбница в Потсдаме.