Розділи
Матеріали

Суперкомп'ютер спростував 50-річну теорію: дивина з обертанням зірок

Андрій Кадук
Зірка, схожа на Сонце. Ілюстрація | Фото: interestingengineering.com

Нова комп'ютерна модель розкриває приховану роль магнетизму всередині зірок, схожих на нашу.

Майже 50 років астрономи вважали, що зірки, схожі на Сонце, з часом змінюють спосіб свого обертання. Теорія припускала, що коли такі зірки старіють і сповільнюють обертання, їхня схема обертання змінюється, внаслідок чого їхні полюси обертаються швидше, ніж екватор. Але нова симуляція, створена за допомогою суперкомп'ютера, спростовує давню теорію. Вчені виявили, що зірки протягом усього свого життя можуть зберігати один і той самий спосіб обертання. Ці результаті мають велике значення для розуміння еволюції зірок та їхнього впливу на навколишні планети. Дослідження опубліковано в журналі Nature Astronomy, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Зірки не є твердими тілами, а складаються з надзвичайно гарячого рухомого газу, що рухається. Це означає, що різні частини зірки можуть обертатися з різною швидкістю. Це називається диференціальним обертанням.

Наприклад, у Сонця екватор робить один оберт за 25 днів, тоді як полярні регіони — за 35 днів. Раніше астрономи вважали, що ця закономірність зміниться в міру старіння зірок через уповільнення швидкості їхнього обертання.

Минулі дослідження припускали, що повільніше обертання зірки змінить рух газу у неї всередині. Вважалося, що це призведе до того, що полярні регіони будуть обертатися швидше, ніж екватор зірки. Це відомо, як антисонячне диференціальне обертання.

Але астрономи не бачили безпосередньо такого обертання у зірок. воно з'являлося тільки в комп'ютерних симуляціях, але реальні спостереження не змогли це підтвердити.

Автори дослідження створили найдетальнішу симуляцію внутрішнього устрою зірок, схожих на Сонце, на суперкомп'ютері Fugaku, одному з найпотужніших у світі. Ця симуляція враховувала одночасно рух гарячої плазми та поведінку магнітних полів.

У Сонця екватор здійснює один оборот за 25 днів, у той час як полярні регіони — за 35 днів
Фото: ESA

У більш ранніх дослідженнях недооцінювалася роль магнетизму у формуванні обертання зірки, кажуть учені. Нова симуляція показала, що магнітні поля разом із турбулентними рухами газу підтримують обертання екватора швидше, ніж полярних регіонів, навіть коли зірка обертається дуже повільно наприкінці свого життя.

Нова модель з вражаючою точністю відтворила спостережувану картину обертання Сонця. Коли вчені застосували ту саму модель до зірок, що обертаються повільніше за Сонце, картина обертання все одно не змінилася. Натомість вона залишилася схожою на сонячну. Це дає пояснення тому, чому астрономам було важко знайти докази антисонячного обертання у реальних зірок.

Моделювання також показало, що в міру старіння зірки її магнітне поле неухильно слабшає. Більш ранні теорії припускали, що магнітне поле може знову стати сильним при зміні напрямку обертання.

Результати дослідження можуть істотно змінити розуміння астрономами життєвих циклів зірок. Обертання зірок впливає на багато процесів, включно з магнітною активністю і викидом енергійних частинок у космос. Більш повне уявлення про ці процеси може поліпшити прогнози щодо того, як зірки впливають на планети, що їх оточують, протягом тривалого часу. Особливо це стосується того, чи залишаються ці планети придатними для життя протягом мільярдів років.

Як уже писав Фокус, астрономи дійшли висновку, що Всесвіт може мати інший вік, ніж вважається.

Також Фокус писав про приховану технологію, яка нарешті допоможе отримати нескінченну енергію.