כוכב סמוך V889 Herculis מסתובב הכי מהר בקו רוחב של כ-40 מעלות. פרופיל סיבוב לא קונבנציונלי זה מאתגר מודלים כוכבים מבוססים. קרדיט: Jani Närhi, אוניברסיטת הלסינקי
חוקרים מאוניברסיטת הלסינקי גילו שהכוכב V889 Herculis מסתובב בצורה שאינה דומה לשמש שלנו.
בעוד השמש מסתובבת הכי מהר בקו המשווה שלה, V889 Herculis מסתובב הכי מהר בקו רוחב של כ-40 מעלות. הממצא הייחודי הזה עוזר למדענים להבין טוב יותר את המורכבות של אופן הפעולה של כוכבים כמו השמש, במיוחד במונחים של פעילות פני השטח כמו כתמי שמש והתפרצויות שמש.
סיבוב כוכבים יוצא דופן נצפה ב-V889 Herculis
השמש מסתובבת הכי מהר בקו המשווה וקצב הסיבוב מואט בקווי רוחב גבוהים יותר, והופך לאיטי ביותר באזורי הקוטב. אבל כוכב דמוי שמש V889 Herculis סמוך, במרחק של כ-115 שנות אור בקבוצת הכוכבים של הרקולס, מסתובב הכי מהר בקו רוחב של כ-40 מעלות, בעוד שגם קו המשווה וגם אזור הקוטב מסתובבים לאט יותר.
פרופיל סיבוב דומה לא נצפה עבור אף כוכב אחר. התוצאה מדהימה מכיוון שסיבוב כוכבים נחשב לפרמטר פיזי בסיסי מובן היטב, אך פרופיל סיבוב כזה לא נחזה אפילו בסימולציות ממוחשבות.
"יישמנו טכניקה סטטיסטית חדשה שפותחה על הנתונים של כוכב מוכר שנחקר באוניברסיטת הלסינקי במשך שנים. לא ציפינו לראות חריגות כאלה בסיבוב הכוכבים. החריגות בפרופיל הסיבוב של V889 Herculis מצביעות על כך שההבנה שלנו לגבי דינמיקה של כוכבים ודינמות מגנטיות אינה מספקת", מסביר החוקר מיקו טואומי שתיאם את המחקר
דינמיקה של כדור פלזמה
כוכב המטרה V889 Herculis דומה מאוד לשמש צעירה, המספר סיפור על ההיסטוריה וההתפתחות של השמש. Tuomi מדגיש שחשוב להבין את האסטרופיזיקה של הכוכבים כדי לחזות, למשל, תופעות הנגרמות על ידי פעילות על פני השמש, כגון כתמים והתפרצויות.
כוכבים הם מבנים כדוריים שבהם החומר נמצא במצב של פְּלַסמָה, המורכב מחלקיקים טעונים. הם עצמים דינמיים התלויים באיזון בין הלחץ שנוצר בתגובות גרעיניות בליבותיהם לבין כוח המשיכה שלהם. אין להם משטחים מוצקים, בניגוד לכוכבי לכת רבים.
סיבוב הכוכבים אינו קבוע עבור כל קווי הרוחב – אפקט המכונה סיבוב דיפרנציאלי. היא נגרמת מהעובדה שפלזמה חמה עולה אל פני הכוכב באמצעות תופעה הנקראת הסעה, אשר בתורה משפיעה על קצב הסיבוב המקומי. הסיבה לכך היא שתנע זוויתי חייב להישמר וההסעה מתרחשת בניצב לציר הסיבוב ליד קו המשווה בעוד שהיא מקבילה לציר ליד הקטבים.
עם זאת, לגורמים רבים כגון מסה כוכבית, גיל, הרכב כימי, תקופת סיבוב ושדה מגנטי יש השפעות על הסיבוב ומביאים לשינויים בפרופילי הסיבוב הדיפרנציאליים.
שיטה סטטיסטית לקביעת פרופיל סיבוב
תומס הקמן, דוקטור לאסטרונומיה, שהשתתף במחקר, מסביר שהשמש הייתה הכוכב היחיד שעבורו ניתן היה ללמוד את הפרופיל הסיבובי.
"סיבוב דיפרנציאלי כוכבי הוא גורם מכריע מאוד שיש לו השפעה על הפעילות המגנטית של כוכבים. השיטה שפיתחנו פותחת צוהר חדש לפעולה הפנימית של כוכבים אחרים".
האסטרונומים במחלקה לפיזיקת חלקיקים ואסטרופיזיקה של אוניברסיטת הלסינקי קבעו את פרופיל הסיבוב של שני כוכבים צעירים סמוכים על ידי יישום מודל סטטיסטי חדש לתצפיות בהירות ארוכות קו בסיס. הם דגלו את השינויים התקופתיים בתצפיות על ידי התחשבות בהבדלים בתנועת הנקודה הנראית לעין בקווי רוחב שונים. תנועת הנקודה אפשרה אז להעריך את פרופיל הסיבוב של הכוכבים.
השני מכוכבי המטרה, LQ Hydrae בקבוצת הכוכבים הידרה, נמצא מסתובב בדומה לגוף נוקשה – הסיבוב נראה ללא שינוי מקו המשווה לקטבים, מה שמעיד על כך שההבדלים קטנים מאוד.
תצפיות ממצפה פיירבורן
החוקרים מבססים את תוצאותיהם על תצפיות של כוכבי המטרה ממצפה פיירבורן. בהירות הכוכבים מנוטרת בטלסקופים רובוטיים במשך כ-30 שנה, מה שמספק תובנות לגבי התנהגות הכוכבים לאורך תקופה ארוכה.
טואומי מעריך את עבודתו של האסטרונום הבכיר גרגורי הנרי, מאוניברסיטת טנסי, ארצות הברית, שמוביל את מסע התצפית של פיירבורן.
"במשך שנים רבות, הפרויקט של גרג היה בעל ערך רב בהבנת התנהגותם של כוכבים סמוכים. בין אם המוטיבציה היא לחקור את הסיבוב והתכונות של כוכבים צעירים ופעילים או להבין את טבעם של כוכבים עם כוכבי לכת, התצפיות ממצפה פיירבורן היו קריטיות לחלוטין. זה מדהים שאפילו בעידן של מצפה כוכבים מבוססי חלל גדולים אנחנו יכולים להשיג מידע בסיסי על אסטרופיזיקה של הכוכבים עם טלסקופים קרקעיים קטנים בגודל 40 ס"מ".
כוכבי המטרה V889 Herculis ו-LQ Hydrae הם שניהם כוכבים בני 50 מיליון שנה בערך, שבמובנים רבים דומים לשמש הצעירה. שניהם מסתובבים במהירות רבה, עם תקופות סיבוב של כיום וחצי בלבד. מסיבה זו, תצפיות בהירות קו הבסיס הארוכות מכילות מחזורי סיבוב רבים. הכוכבים נבחרו כמטרות מכיוון שהם נצפו במשך עשרות שנים ומכיוון ששניהם נחקרו באופן פעיל באוניברסיטת הלסינקי.
