Солнце вращается неравномерно. Экватор делает полный оборот за 25 дней, полярные области — за 35. Это нормально для звезды среднего возраста. Но теория, господствовавшая последние 50 лет, утверждала: когда звезда стареет и замедляется, картина меняется. Внутренние потоки газа должны перестроиться так, что полюса начнут обгонять экватор. Состояние назвали «антисолнечным дифференциальным вращением». Проблема в том, что астрономы никогда его не видели. Предсказания были, наблюдений — нет.
Команда из Нагойского университета решила проверить теорию с помощью самого мощного инструмента. Они загрузили в суперкомпьютер Fugaku магнитогидродинамическую модель звезды солнечного типа. Сетка из 5,4 миллиарда точек позволяла отслеживать малейшие турбулентности и поведение магнитных полей.
Результат оказался неожиданным для приверженцев старой теории. Магнитные поля, которые в более грубых моделях искусственно ослабевали, в симуляции оставались сильными и стабильными. Вместе с турбулентностью газа они удерживали вращение в «солнечном» режиме на протяжении всей жизни звезды. Никакого переключения не происходило, даже когда скорость вращения падала.
Магнетизм и турбулентность сохраняют вращение экватора быстрее полюсов всегда, а не только в молодости.
— объясняет Хидеюки Хотта, один из авторов исследования. Предыдущие модели просто недооценивали роль магнитных полей.
Модель идеально воспроизвела вращение Солнца. Когда ее применили к более медленным звездам, картина осталась той же — солнечной. Это объясняет, почему астрономы безуспешно искали «антисолнечное» вращение: его просто не существует. Моделирование также показало, что магнитное поле звезды монотонно ослабевает с возрастом. Никакого второго пика при смене режима вращения — его и нет.
Если результаты подтвердятся, астрономам придется пересмотреть теории звездной эволюции и магнитной активности. А заодно и модели обитаемости экзопланет: ведь вращение звезды напрямую влияет на их среду. Исследование опубликовано в Nature Astronomy.
