Yaklaşık yarım yüzyıldır gökbilimciler, Güneş gibi yıldızların dönüş şekillerini zamanla değiştirdiğine inanıyorlardı. Teori, bu tür yıldızlar yaşlandıkça ve yavaşladıkça dönüş düzenlerinin tersine döndüğünü ve kutuplarının ekvatorlarından daha hızlı döndüğünü öne sürüyordu. Ancak Japonya’daki Nagoya Üniversitesi’nden bilim insanlarının yaptığı yeni bir çalışma, bu uzun süredir geçerli olan görüşün yanlış olabileceğini gösteriyor. Şimdiye kadar gerçekleştirilen en detaylı yıldız içi simülasyonlarını çalıştırarak, araştırmacılar Güneş benzeri yıldızların tüm yaşamları boyunca aynı dönüş düzenini koruyabileceğini buldular.
Süper bilgisayar evren araştırmalarında kullanılıyor
Çalışmanın ortak yazarı ve NU’da profesör olan Yoshiki Hatta: “Simülasyon, Güneş’in gözlemlenen dönüş düzenini neredeyse mükemmel bir şekilde yeniden üretebiliyor. Bunu daha yavaş dönen yıldızlara uyguladığımızda, astronomik gözlemlerle de eşleşiyor ve Güneş karşıtı dönüş göstermiyor” dedi. Tahmin edilen Güneş karşıtı dönüşe geçmek yerine, yıldız çok yavaşladığında bile ekvator kutuplardan daha hızlı dönmeye devam ediyor. Bu bulgular, yıldızların içindeki manyetik alanların, davranışlarını şekillendirmede önceki modellerin önerdiğinden çok daha büyük bir rol oynadığını gösteriyor.
Dünya’nın katı bir cisim gibi dönmesinin aksine, yıldızlar son derece sıcak ve hareketli gazdan oluşur. Bu, bir yıldızın farklı bölgelerinin farklı hızlarda dönebileceği anlamına gelir; bu olaya diferansiyel dönüş denir. Örneğin, güneşimizde ekvator yaklaşık 25 günde bir dönüşünü tamamlarken, kutup bölgeleri yaklaşık 35 gün sürer. Bilim insanları uzun zamandır bu modelin yıldızlar yaşlandıkça değişeceğini varsaymışlardı. Bunun temel nedeni, milyarlarca yıl boyunca yıldızların dönüş hızlarını kademeli olarak kaybetmeleridir.
Daha önceki teorik çalışmalar, daha yavaş dönüşün yıldızın derinliklerindeki gazın hareketini değiştireceğini öne sürmüştü. Bu iç akışların, kutupların ekvatordan daha hızlı dönmesini sağlayacak şekilde yeniden düzenlenmesi bekleniyordu; bu duruma anti-güneş diferansiyel dönüşü denir. Ancak bir sorun vardı. Gökbilimciler bu tür yıldızları hiçbir zaman açıkça gözlemlemediler. Tahmin edilen dönüş modeli bilgisayar modellerinde ortaya çıktı, ancak gerçek gözlemler bunu doğrulamadı.
Bu tutarsızlığı araştırmak için araştırmacılar güçlü sayısal simülasyonlara yöneldiler. Ekip, sıcak plazmanın hareketini ve manyetik alanların davranışını eş zamanlı olarak hesaplayan manyetohidrodinamik simülasyonlar kullanarak, güneş benzeri yıldızların iç yapısının son derece ayrıntılı bir modelini oluşturdu.
Hesaplamalar, dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarından biri olan Fugaku’da gerçekleştirildi. Simülasyon olağanüstü derecede ayrıntılıydı. Modellenen her yıldız yaklaşık 5,4 milyar ızgara noktasına bölündü; bu da bilim insanlarının yıldızın içindeki küçük türbülanslı hareketleri ve manyetik yapıları izlemesine olanak sağladı. Bu ayrıntı düzeyi, hayati önem taşıdığı ortaya çıktı. Daha önceki simülasyonlar çok daha az ızgara noktası kullanıyordu ve bu da hesaplamalar sırasında manyetik alanların yapay olarak zayıflamasına neden oluyordu. Bu sınırlama nedeniyle, önceki çalışmalar manyetizmanın yıldız dönüşünü şekillendirmedeki önemini hafife almıştı.
