«Kepler» изучил звездных танцоров в скоплении Плеяд

Звезды скопления Плеяды вращаются как космические балерины. Но все эти небесные танцоры вертятся на разных скоростях, и астрономы уже давно задались вопросом: что же определяет их скорость?

Наблюдения космического телескопа NASA «Kepler» в ходе миссии K2 помогли составить наиболее полный каталог периодов вращения звезд кластера. Эта информация поможет ученым получить представление о том, как и где формируются планеты вокруг жильцов Плеяд и как такие звезды эволюционируют.

«Мы надеемся, что, сравнивая результаты с другими звездными скоплениями, мы узнаем больше о связи между массой звезды и ее возрастом», – сказала Луиза Ребулл, ведущий автор исследования из Калифорнийского технологического института (США).

Звездное скопление Плеяды является одним из самых близких и легко наблюдаемых скоплений, проживающих всего в 445 световых годах от Земли. Оно содержит звезды, возрастом примерно 125 миллионов лет. На этом этапе своей жизни они, вероятно, вращаются быстрее, чем когда-либо будут в будущем.

Когда типичная звезда взрослеет, она теряет некоторую массу из-за обильной эмиссии заряженных частиц (в нашей Солнечной системе мы называем это солнечным ветром). Заряженные частицы переносятся вдоль магнитных полей и тормозят скорость ее вращения.

Снимок скопления Плеяды, полученный с помощью инфракрасного космического телескопа NASA «Wide-field Infrared Survey Explorer». Credits: NASA/JPL-Caltech/UCLA

Луиза Ребулл и ее коллеги попытались углубиться в динамику звездного спина. «Kepler» наблюдал около 1000 членов скопления в течение 72 дней. Он измерил скорости вращения более 750 звезд, в том числе около 500 тусклых с крошечной массой, чьи характеристики ранее не могли быть получены с помощью наземных телескопов.

Чтобы вывести скорость вращения звезд, «Kepler» провел измерения изменения яркости светил, причиной которых являются «звездные пятна». Подобные пятна образуются на нашем Солнце при концентрации магнитного поля, препятствующего высвобождению энергии с поверхности звезды. Пораженные участки становятся более холодными, чем их окружение и выглядят сравнительно темными.

В ходе наблюдений возникла ясная картина: более массивные звезды, как правило, вращаются медленно, в то время как менее массивные быстро. Периоды больших медленных звезд варьировались от одного до одиннадцати земных дней, а легким светилам требовалось меньше дня, чтобы полностью завершить пируэт (для сравнения, наше Солнце совершает один оборот за 26 дней).

Основным виновником различных скоростей ученые называют внутреннюю структуру звезд. Большие светила имеют огромное ядро, окутанное тонким слоем звездного вещества, вовлеченного в процесс, называемый конвекцией (знаком нам из кругового движения кипящей воды). С другой стороны, маленькие звезды почти полностью охвачены конвекцией. Когда звезды взрослеют, магнитные поля замедляют этот процесс, заставляя светила вращаться все медленнее и медленнее.

«Мы очень рады, что данные миссии K2 обеспечили астрономов изобилием новой информации и помогли продвинуть наши знания о том, как звезды вращаются на протяжении всей своей жизни», – заключил Стив Хауэлл, ученый проекта K2 из Исследовательского центр Эймса NASA (США).