На протяжении своей жизни звёзды постепенно замедляют вращение вокруг оси. От момента рождения до финальных стадий эволюции они замедляются в сотни и даже тысячи раз. Например, Солнце постепенно теряет угловой момент из-за солнечного ветра, уносящего вещество в межпланетное пространство. Долгое время считалось, что ключевую роль в этом процессе играет взаимодействие магнитных полей и плазмы. Однако детали этого механизма оставались не до конца понятными.
Ситуация начала проясняться с развитием астеросейсмологии - метода, позволяющего изучать внутреннюю структуру звёзд по их колебаниям. Анализ собственных частот колебаний звезды даёт возможность оценить не только её внутреннее строение, но и скорость вращения различных слоёв, а также характеристики магнитного поля. Однако данные наблюдений показали, что многие звёзды теряют скорость вращения гораздо быстрее, чем предсказывают классические теории.
Чтобы разобраться в этом расхождении, группа исследователей из Киотского университета решила изучить влияние магнитных полей на вращение во внутренних областях массивных звёзд. Используя трёхмерные модели, учёные смоделировали, как на звезду влияют конвекция, вращение и взаимодействие плазмы с магнитными полями.
Расчёты показали, что внутри звезды действует механизм, во многом аналогичный солнечному динамо - процессу, который поддерживает магнитное поле нашего Солнца. Конвективные потоки плазмы, вращение и магнитные поля оказываются тесно связаны и эволюционируют совместно. При этом именно магнитное поле играет роль "посредника", перераспределяя угловой момент между различными слоями звезды. Это ожидаемый результат, но он подтвердил, что модель корректно описывает происходящие процессы.
Однако расчёты также показали, что движение вещества внутри звезды может как замедлять её вращение, так и в отдельных случаях наоборот - ускорять его. Всё зависит от конфигурации магнитного поля. В одних сценариях угловой момент эффективно переносится наружу, и это приводит к торможению звезды. Но при некоторых конфигурациях магнитных полей вещество, наоборот, может начать перетекать к ядру, раскручивая его.
Особенно важным результатом стало понимание того, что на поздних стадиях эволюции, когда в звезде идут сложные термоядерные процессы, именно геометрия магнитного поля определяет её вращение. То есть конечная скорость вращения звезды перед её гибелью может сильно различаться даже у объектов схожей массы.
Также оказалось, что у некоторых классов массивных звёзд быстрое вращение сохраняется вплоть до финальных стадий их жизни. Полученные результаты указывают на более универсальный характер процессов переноса углового момента. Механизмы, ранее разработанные для звёзд солнечного типа, по-видимому, применимы и к более массивным объектам. Это важный шаг к созданию модели звёздной эволюции, охватывающей весь жизненный цикл звёзд различной массы.