Naukowcy z Uniwersytetu St. Andrews i Observatoire Midi-Pyrenees podczas przedświątecznych obserwacji na terenie Australii zaobserwowali sposób w jaki odległa gwiazda rotuje względem swojej osi obrotu.

Odkryty rodzaj zachowania był przewidywany przez niektóre teorie wyjaśniające tworzenie się pola magnetycznego gwiazd, ale nie został do tej pory zaobserwowany.

Opisywane odkrycie pozwoli naukowcom zrozumieć, jak Słońce generuje pole magnetyczne, które prowadzi do 11 letniego cyklu aktywności Słońca, czyli zmian w występowaniu plam słonecznych. Naukowcy będą mogi pogłębić swoją wiedzę o dynamice naszej rodzimej gwiazdy, jak również lepiej zrozumieć tajemnicę dziwnych orbit bliskich układów podwójnych gwiazd.

Na równiku gwiazdy szybkość obrotu gazów jest zawsze większa, niż na biegunach. Można porównać to zjawisko do występujących na Ziemi wiatrów zwrotnikowych i prądów morskich. Najnowsze obserwacje pokazują, że na przestrzeni kilkuletniego cyklu równik przyspiesza, a bieguny zwalinają, po czym cykl się odwraca, równik zwalnia, a bieguny przyspieszają.

Odkrycie to było możliwe dzięki dokładnej analizie danych z corocznych obserwacji. Dr Andrew Collier Cameron z Uniwersytetu St. Andrews i dr Jean-Francois Donati z Observatoire Midi-Pyrenees w Tuluzie począwszy od 1988 roku spędzili wiele Świąt Bożego Narodzenia przy Angielsko-Australijskim teleskopie w Nowej Południowej Walii w Australii (średnica teleskopu 3,9 metra). Obserwowali młodą gwiazdę, tego samego typu co Słońce – AB Doradus. Gwiazda ta znajduje się w odległości 50 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Złotej Ryby.

Tę gwiazdę najlepiej obserwować na południowej półkuli w grudniu, z tego powodu często spędzaliśmy święta przy konsoli teleskopu” – mówi dr Cameron.

Obserwując gwiazdę przez kilka dni w roku, naukowcy sporządzili mapę zmieniających się układów ciemnych plam na jej powierzchni. Podobnie jak plamy słoneczne, te ciemne plamy również tworzą się, kiedy linie pola magnetycznego przebijają się przez powierzchnię gwiazdy, blokując dopływ energii z wnętrza gwiazdy na jej powierzchnię.

Otrzymane rezultaty po raz pierwszy potwierdziły obiektywnie, że pole magnetyczne gwiazdy wpływa również na cyrkulacje gazów w jej wnętrzu.

Już od czasów Galileusza ludzie obserwowali zmianę położenia plam słonecznych na powierzchni Słońca. Z tych obserwacji wydedukowali, że okres obrotu Słońca wokół własnej osi wynosi miesiąc, a plamy na równiku poruszają się szybciej niż przy biegunach. Kiedy plamy słoneczne na różnych szerokościach wędrują wokół Słońca, plamy na równiku potrzebują około 3 miesięcy aby wyprzedzić plamy na biegunach o jedno okrążenie. AB Doradus rotuje około 50 razy szybciej niż Słońce. Okres obrotu wynosi tam 12,3 godziny. Cztery lata temu Donati i Cameron odkryli, że plamy na AB Doradus charakteryzuje podobna zależność: te na równiku przemieszczają się szybciej.

Tego lata zastosowali nową technikę śledzenia gwiazdy, aby dokładniej zbadać ile dokładnie czasu potrzebuje plama, aby okrążyć gwiazdę. Zachęceni wynikami, postanowili na nowo przeanalizować dane z poprzednich lat, aby dokładnie określić, jak odległość od równika wpływa na okres obiegu plamy. Ku swojemu zdziwieniu zauważyli, że zależność ta zmieniała się na przestrzeni lat.

Potwierdzenie związku między aktywnością magnetyczną a rotacją gwiazdy może również pomóc rozwikłać tajemnicę bliskich układów podwójnych gwiazd, w których gwiazdy na orbitach zawlniają i przespieszają bez widocznego powodu. Już w 1992 roku Jim Applegate z Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku zasugerował, że jeżeli siły magnetycznego przyciągania wewnątrz gwiazdy zmieniałyby się w trakcie cyklu magnetycznego, mogłoby to wpływać na kształt gwiazdy. Gwiazda której równik porusza się szybciej byłaby bardziej spłaszczona niż gwiazda rotująca jak ciało stałe. Zmiana kształtu jednej gwiazdy wplywałaby grawitacyjnie na jej kompana, co miałoby wpływ na rotację całego układu. Dla układu podwójnego, zawierającego gwiazdę taką jak AB Doradus, można by wyjaśnić w ten sposób zmiany w rotacji układu.

Naukowcy mają zamiar przedłużyć badania AB Doradus na kilka dalszych lat. Mają nadzieję określić czas trwania całego cyklu i dokładniej opisać wszystkie zależności.

Autor

Anna Marszałek