Stjärnors snurrande magnetfält och dess följd.

 

Bild https://pixnio.com/ vår stjärna solen.

Forskare vid Nagoya University i Japan har genomfört den mest detaljerade simuleringen av stjärnors inre och motbevisat en teori som forskare trott på i 45 år: att stjärnors magnetfält  byter rotationsmönster när de åldras. Man har ansett att rotationen vid polerna sker snabbare än vid ekvatorn hos äldre stjärnor. Forskare har nu funnit att denna förändring eventuellt inte sker. Stjärnor upprätthåller sin rotation som sker snabbt vid ekvatorn och långsamt vid polerna under hela sin livstid.

Forskarna använde Fugaku, Japans mest kraftfulla superdator tilla att simulera insidan av stjärnor med extremt hög upplösning. De delade in varje simulerad stjärna i 5,4 miljarder rutnätspunkter.

Eftersom tidigare simuleringar genomfördes med låg upplösning försvann magnetfält artificiellt och deras roll i stjärnrotationsmönster ansågs obetydlig. I denna nya studie med högupplöst simulering förblev magnetfälten starka och visade inget rotationsskifte.

Simuleringarna visade också att stjärnors magnetfält försvagas kontinuerligt under hela deras livstid utan någon återhämtning i hög ålder genom att polernas magnetfält roterade plötsligt i högre hastighet än magnetfältet vid ekvatorn. Tidigare studier förutspådde att magnetfälten skulle förstärkas igen när rotationsmönstret bytte riktning. Astronomer har förutspått genom teoretiska simuleringar antisolrotation i långsamt roterande stjärnor i simuleringar men  upptäckte det aldrig i observationer. Observationstekniker hade betydande begränsningar och frågan förblev obesvarad.

Forskaren och medförfattaren Yoshiki Hatta till studien (nedan) fbeskriver hur de nya simuleringarna löste detta problem. "Simuleringen kan återskapa solens observerade rotationsmönster nästan perfekt. När vi applicerar den på långsammare roterande stjärnor stämmer den också överens med astronomiska observationer och visar ingen antisolrotation."

Denna korrigerade förståelse av stjärnors inre kan hjälpa forskare att lösa stjärnmysterier som solens elvaåriga solfläckscykel och förutsäga hur magnetisk aktivitet påverkar planeters möjligheter att hysa livsformer under miljarder år. Det skulle också kunna förbättra stjärnutvecklingsmodeller och hjälpa astronomer att tolka observationer av avlägsna stjärnor.

Superdatorn FUGAKU som användes är installerad vid RIKEN, en nationell forsknings- och utvecklingsmyndighet, i Kobe, Japan. Den har varit i delad användning sedan mars 2021 och har uppnått världsledande prestanda inom flera internationella benchmarktester.

Resultaten av studien publicerades i Nature astronomy.