В ролята си на своеобразни звездни археолози учените са открили „фосилизиран“ магнетизъм върху отдавна изгаснали звезди, известни като „бели джуджета“. Това откритие може да помогне да се обясни как звездите еволюират от фазата на „раздути“ червени гиганти към фазата на компактни и тлеещи бели джуджета – процес, през който нашето Слънце ще премине след около 5 милиарда години.

Екипът, стоящ зад това изследване, свърза теоретичен модел с наблюдения на звезди в различни етапи от тяхната еволюция, свързвайки доказателства за магнитни полета на повърхността на белите джуджета с магнетизъм, открит в ядрата на червените гиганти. Моделът на екипа се основава на идеята, че магнитните полета, които се образуват в началото на живота на звездата, се запазват през всичките ѝ по-късни етапи, за да се появят накрая върху белите джуджета милиарди години по-късно като „фосилни полета“.

С тази информация на разположение изследователите използваха измервания на звездни колебания, или просто „звездни трусове“, като се възползваха от техники в областта на астеросеизмологията. Това им позволи да развият по-нататък теорията за фосилните полета като обяснение за звездния магнетизъм.

„Магнитното поле в звездата е важно за това как функционира тя отвътре, както и за продължителността на нейния живот и еволюция“, заявява ръководителят на екипа Лукас Айнрамхоф от Австрийския институт за наука и технологии (ISTA). „Като цяло по-старите бели джуджета са по-магнитни от по-младите.“

За да разберем връзката между червените гиганти и белите джуджета, нека разгледаме крайната еволюция на нашата собствена звезда – Слънцето.

След около 5 милиарда години Слънцето ще е изчерпало водорода в ядрото си и вече няма да може да осъществява процеса на ядрен синтез, който превръща този елемент в хелий. Тъй като този процес е основният източник на енергия, произвеждана от Слънцето, това ще означава, че външното налягане, което не позволява на Слънцето да се срине под собствената си гравитация, също ще престане да съществува.

Когато ядрото на Слънцето колабира, външните му слоеве, където все още протича ядрен синтез, ще се раздуят до около 100 пъти първоначалната ширина на Слънцето – може би и повече. Това е фазата на червения гигант. В Слънчевата система това би могло да доведе до поглъщането от Слънцето на скалистите планети, включително Земята, чак до орбитата на Марс.

Фазата на червения гигант на Слънцето ще бъде сравнително краткотрайна – очаква се да продължи едва 1 милиард години. Външните слоеве на звездата в крайна сметка ще изстинат и ще се разпръснат, оставяйки мъглявина от бивш звезден материал, обграждаща ядрото на Слънцето, което след това ще се превърне в оголен, изстиващ звезден остатък, наречен бяло джудже. Това е последният етап от живота на всички звезди с маса, подобна на тази на Слънцето.

Напоследък астрофизиците изучават вътрешността на червените гиганти чрез звездни трусове, точно както сеизмолозите тук, на Земята, използват сеизмични вълни и земетресения, за да изследват вътрешността на нашата планета.

Това разкри, че в ядрата на червените гиганти съществуват магнитни полета, докато белите джуджета изглежда имат магнитни полета на повърхността си. Айнрамхоф и колегите му смятат, че моделът на фосилните полета на звездния магнетизъм свързва тези магнитни полета в двете различни еволюционни фази на звездите, въпреки че това е теория, която през последните години е изгубила популярност сред учените.

„Тъй като бялото джудже е оголеното ядро на червен гигант, който е изхвърлил външните си слоеве, тези различни наблюдения по същество изследват една и съща област от вътрешността на звездата на различни етапи от нейната еволюция“, казва Айнрамхоф. „Ако магнитното поле, наблюдавано по време на фазата на червен гигант, е същото като това, което се развива и се наблюдава на повърхността на бялото джудже, тогава теорията за „фосилните полета“ може да обясни и да свърже тези наблюдения.“

Той и екипът му излагат теорията, че след фазата на червения гигант отпадането на външните слоеве на звездата ще остави отличителни свойства на повърхността на нейния наследник – остатъка от бяло джудже. Един от ключовите елементи в това е колко далеч се простира магнетизмът в ядрото на червения гигант.

„За да се свържат магнитните полета, наблюдавани на повърхността на по-старите бели джуджета, с тези, открити в ядрото на техните предшественици – червените гиганти, по-голяма част от звездата трябва да бъде намагнитена“, обяснява Айнрамхоф. „Това обаче не означава, че звездите са по-силно намагнитени, а само че магнитните полета вече трябва да достигат по-голяма част от ядрото им.“

Екипът също така определи как еволюцията на звездата влияе върху формата на нейното магнитно поле, като установи, че вместо да е съсредоточено в една точка, то образува сегментирана структура, подобна на повърхността на баскетболна топка, която е по-силна близо до повърхността, отколкото в ядрото.

Всичко това би могло да даде на учените по-добра представа за това, какво ни готви бъдещето за Слънцето, а също и за общото състояние на нашата звезда дълбоко под повърхността ѝ.

„Все още не знаем дали ядрото на Слънцето е магнитно. Въпреки че това е нашата собствена звезда, ние на практика не виждаме какво се случва в центъра ѝ“, каза Айнрамхоф. „Настоящите прогнози предполагат, че ядрото на Слънцето не е магнитно. Но ако се окаже, че е, тази информация би променила всичко, което знаем, и всички модели, на които сме базирали работата си. Като се има предвид колко малко знаем на този етап, нашата работа предполага, че най-вероятно всички звезди са магнитни. Но невинаги можем да открием този магнетизъм.“

Следвайки примера на екипа, учените може да открият също, че на нашата 4.6-милиардна звезда ѝ остава малко повече живот, отколкото се изчислява в момента.

„Ако Слънцето по някакъв начин може да пренесе водород от външните си слоеве в ядрото си, то би могло да живее по-дълго. Един от начините да се постигне това е чрез силни магнитни полета“, завършва Айнрамхоф. „Въпреки това магнитните полета може да доведат и до съвсем различен резултат.“

Снимка: Unsplash/ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team/KU Leuven, Belgium

Виж още: За ужас на служителите си шефове в Китай ги карат да обучават ИИ наследниците им