Близкие двойные звезды могут обладать «сверхнасыщенными» магнитными полями, но мы не знаем, как это работает

Что-то в двух звездах, находящихся на близкой орбите, создает поля, гораздо более мощные, чем каждая из них по отдельности.

Звезды обладают магнитными полями, которые изначально усиливаются по мере увеличения скорости вращения звезды. В этом явлении все еще есть аспекты, которые астрономы не до конца понимают, но загадка оказывается гораздо глубже, когда звезды вращаются друг вокруг друга с периодом в несколько дней или менее. Последствия этого не до конца ясны, но открытие демонстрирует, что при взаимодействии даже двух хорошо изученных явлений результаты могут быть труднопредсказуемыми.

Магнетизм постоянно преподносит сюрпризы в, казалось бы, простых астрономических явлениях, делая Вселенную гораздо более интересным, но и труднопостижимым местом. Подобно тому, как Земля и некоторые другие планеты обладают собственными магнитными полями, звезды также могут их иметь.

Эти поля могут достигать поразительной силы у магнетаров — нейтронных звезд с чрезвычайно сильными магнитными полями, — но они существуют и у звезд главной последовательности, таких как Солнце. Именно запутывание магнитного поля Солнца приводит к образованию солнечных пятен и солнечных вспышек, что делает эту тему не просто интересной, а необходимой для изучения.

Силу магнитного поля звезды можно измерить по усилению определенных спектральных линий, поэтому у астрономов есть очень большая база данных для работы. Некоторое время назад они заметили, что у большинства звезд сила поля увеличивается с ускорением вращения, но эта закономерность нарушается для звезд, совершающих оборот раз в 3-10 дней. Астрономы наблюдали, что у этих звезд происходит «насыщение» магнитных полей: поля не становятся сильнее, даже если звезды вращаются быстрее.

Однако, как показывает новое исследование, данное правило применимо только к одиночным звездам, таким как Солнце, или к звездам в двойных (или более крупных) системах с достаточно широкими орбитами, период обращения по которым превышает 30 дней. На эти две категории приходится основная масса звезд.

Звезд в двойных системах больше, чем одиночных, но большинство кратных звездных систем имеют довольно широкие орбиты (компоненты в них довольно далеки друг от друга). Взгляд на наших ближайших соседей дает представление. Альфа Центавра A и B обращаются друг вокруг друга каждые 80 лет, поэтому с точки зрения магнетизма они ведут себя как одиночные звезды. Проксима Центавра, формально являющаяся частью системы, совершает оборот более чем за полмиллиона лет.

Тем не менее, для небольшой доли звезд на близких орбитах авторы обнаружили, что магнетизм может продолжать усиливаться, даже когда их периоды вращения составляют от 0,5 до 1 дня. Каким-то образом звезды «подстегивают» (взаимно усиливают) магнитные поля друг друга, что иногда приводит к поразительно мощным результатам. Вопреки интуиции, эффект оказывается сильнее для почти круговых орбит, чем для более вытянутых (эксцентричных).

На данный момент никто не знает последствий таких сильных полей у звезд главной последовательности. Как, например, это может повлиять на так называемые «татуинские» планеты (планеты, обращающиеся вокруг двойных звезд)? Недавно астрономы обнаружили явления, которые они изначально не могли объяснить, производимые красными и белыми карликами на орбитах с периодом в несколько часов. Как такие системы генерируют эти длиннопериодические радиосигналы, до сих пор неизвестно, но поляризация сигналов указывает на мощную магнитную составляющую. Понимание эффектов сильного магнетизма у парных звезд главной последовательности может дать ключ к разгадке.

Тем временем авторы статьи, описывающей эту работу, обнаружили нечто еще более загадочное. Когда звезды на тесных орбитах вращаются с периодом менее половины дня, происходит «сверхнасыщение». Насыщенные магнитные поля не становятся сильнее при ускорении вращения звезды, а сверхнасыщенные даже ослабевают при периодах вращения короче 0,5 дня (то есть примерно в 50 раз быстрее Солнца). Авторы пока даже не берутся предположить, почему это происходит.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.