Naukowcy odkryli jeden z sekretów czerwonych gigantów. Jak dostali plamy?

Do najbardziej uderzających cech Słońca należą plamy słoneczne, stosunkowo ciemne obszary, niektóre z nich

które są widoczne z Ziemi nawet bez powiększenia.Wiele innych gwiazd, które podobnie jak Słońce są w pełni sił, również jest pokrytych plamami. Z drugiej strony u czerwonych olbrzymów znajdujących się na zaawansowanym etapie ewolucji gwiazd takie plamy uważano wcześniej za rzadkie. Przyczynę tej różnicy można znaleźć głęboko we wnętrzu gwiazd. Wzajemne oddziaływanie przewodzących prądów plazmowych i rotacji generuje pole magnetyczne gwiazdy, które następnie zostaje wypłukane na jej powierzchnię. W niektórych miejscach szczególnie silne pola magnetyczne uniemożliwiają przepływ gorącej plazmy w górę. Obszary te wydają się ciemne i tworzą plamy gwiazdowe.

Do tej pory naukowcy sugerowali to prawiewszystkie czerwone olbrzymy obracają się raczej powoli wokół własnej osi. W końcu gwiazdy rozszerzają się dramatycznie, kiedy pod koniec życia zamieniają się w czerwonych gigantów. W rezultacie ich rotacja spowalnia. Nowe badanie prowadzone przez naukowców z MPS i University of New Mexico (USA) zmienia obecnie sposób myślenia naukowców o tym procesie.

Zespół badawczy przeanalizował dane pomiarowe około 4500 czerwonych olbrzymów zarejestrowanych przez kosmiczny teleskop NASA w latach 2009–2013, aby zidentyfikować plamy słoneczne.

Na drugim etapie naukowcy zbadali, dlaczego cętkowane olbrzymy obracają się tak szybko. Jak gromadzą niezbędną energię?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy potrzebowaliokreśl jak najwięcej właściwości gwiazd, a następnie zrób duży obraz, wyjaśnia główny autor publikacji, dr Patrick Golm. Na przykład w Obserwatorium Apache Point w Nowym Meksyku (USA) badacze badali, w jaki sposób długości fal światła gwiazd niektórych gwiazd zmieniają się w czasie. To pozwala nam wyciągać wnioski na temat ich dokładnego ruchu. Zespół zbadał również szybkie fluktuacje jasności, które nakładają się na wolniejsze spowodowane przez plamy gwiezdne. Szybsze fluktuacje są wyrazem fal ciśnienia przenoszących się przez wnętrze gwiazdy na jej powierzchnię.

Analiza wykazała, że ​​około 15% wykrytycholbrzymy należą do ścisłych podwójnych układów gwiezdnych, zwykle składających się z czerwonego olbrzyma z małym i mniej masywnym satelitą. W takich systemach prędkości obrotowe obu gwiazd są synchronizowane w czasie, dopóki nie obracają się zgodnie. Tak więc wolniejszy czerwony gigant nabiera tempa i wiruje szybciej niż bez gwiazdy towarzyszącej.

Trzy ścieżki do formacji czerwonych gigantów z plamami. Dostarczone przez: MPS / hormesdesign.de

Inne czerwone olbrzymy z plamami gwiazdowymi,około 85% nie ma pary gwiazd, a mimo to szybko się obracają. Te, których masa jest w przybliżeniu równa masie Słońca, prawdopodobnie podczas swojej ewolucji połączyły się z inną gwiazdą lub planetą i w ten sposób nabrały prędkości.

Kilka cięższych czerwonych gigantówktórego masa jest dwa do trzech razy większa od masy Słońca, nastąpił kolejny rozwój. W czasach świetności ich wewnętrzna struktura zapobiegała tworzeniu globalnego pola magnetycznego, które stopniowo przenosi cząstki z gwiazdy. Ich rotacja prawdopodobnie nigdy nie uległa znacznemu spowolnieniu. Nawet jako czerwone olbrzymy wciąż wirują prawie tak szybko, jak w młodości.

W sumie znaleziono trzy grupy szybko wirujących gwiazd, z których każda ma zupełnie inne wyjaśnienie plam.

Takie badania rzucają światło naewolucja rotacji i aktywności magnetycznej gwiazd. Jak również ich złożone interakcje, w tym wpływ na możliwość zamieszkania ich możliwych układów planetarnych. Jest to jeden z głównych celów misji Europejskiej Agencji Kosmicznej w PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), której uruchomienie planowane jest na koniec 2026 r.

Czytaj także

Spójrz na ogromną „ścianę” setek tysięcy galaktyk za Drogą Mleczną

Kometa NEOWISE jest widoczna w Rosji. Gdzie ją zobaczyć, gdzie szukać i jak zrobić zdjęcie

We wrześniu w pobliżu Ziemi przeleci niebezpieczna asteroida. Minimalna odległość będzie mniejsza niż do Księżyca