Магнитные поля замедляют вращение звезд

Десятилетиями наблюдения показывали, что звезды вроде нашего Солнца на поздних стадиях жизненного цикла вращаются очень медленно. Почему это происходит? Исследователи из Потсдамского астрофизического института (Германия), проведя компьютерное моделирование влияния магнитного поля на звезду, продемонстрировали, что поле вызывает рост вязкости плазмы светила и, как растянутый во времени результат, серьезное замедление его вращения вокруг собственной оси.

 

Что любопытно, теоретические выкладки совпали с итогами лабораторного эксперимента по обнаружению магнитной нестабильности.

 

Разумеется, о роли нестабильности Рэлея — Тейлора в замедлении вращения звезд размером с Солнце заговорили не вчера. Наблюдения за белыми карликами (именно эта стадия ждет и наше Солнце) показывают, что скорость вращения звезды может упасть к концу жизненного цикла на 90%. Неустойчивость Рэлея — Тейлора возникает между двумя контактирующими сплошными средами различной плотности, когда более тяжелая жидкость толкает более легкую. Обычно как пример приводят каплю воды на поверхности масла, однако сходные процессы происходят и в Солнце — между его ядром и поверхностными слоями. При этом воздействие на процесс магнитного поля ведет к изменению свойств плазмы ядра звезды.

 

Но теория долгое время оставалась умозрительной. В проведенном моделировании германским ученым удалось показать, что в рамках нестабильности Рэлея — Тейлора весьма мощное азимутальное магнитное поле становится нестабильным в случае неосесимметричных колебаний. Поэтому указанная нестабильность должна считаться одним из важным компонентов, на которых базируется функционирование солнечного динамо.

 

Для подтверждения этих данных был проведен эксперимент, в ходе которого использовалась цилиндрическая колонна из эвтектического сплава GaInSn; к колонне прикладывался ток силой 8 кА. Замеренное магнитное поле оказалось четко соответствующим результатам компьютерного моделирования солнечного динамо с учетом нестабильности Рэлея — Тейлора.

 

Такая перманентная магнитная нестабильность весьма эффективно повышает вязкость плазмы внутренних слоев звезды и со временем снижает скорость ее вращения.

 

Соответствующая публикация исследовательской группы появилась в журнале Physical Review Letters.