Hvorfor drejer stjernernes kerne langsommere end forventet?

Stjernemodeller forudsiger kernerne af massive stjerner bør rotere ekstremt hurtigt, op til hundredvis af gange i sekundet. Observationer viser dog, at kernerne af røde superkæmpestjerner roterer meget langsommere, typisk kun et par gange i sekundet. Denne uoverensstemmelse mellem teoretiske forudsigelser og observerede rotationshastigheder omtales ofte som "kernerotationsproblemet" eller "kernespin-down-problemet." Flere mekanismer er blevet foreslået til at forklare den langsomme rotation af stjernekerner:

Magnetisk bremsning:Magnetiske felter, der genereres i de ydre lag af stjerner, kan interagere med stjernevinden og skabe et træk, der bremser rotationen af ​​stjernens overflade. Over tid kan denne bremseeffekt forplante sig indad, hvilket fører til et fald i kernens rotationshastighed.

Gravitationsbølger:Massive stjerner udsender gravitationsbølger, som er krusninger i rumtiden. Gravitationsbølgeemission fjerner vinkelmomentum og reducerer gradvist stjernens rotationshastighed. For hurtigt roterende stjerner kan denne proces bidrage væsentligt til kernespin-down.

Interne blandingsprocesser:Stellar-kerner gennemgår forskellige blandingsprocesser, såsom konvektion og forskydningsinduceret blanding. Disse processer transporterer vinkelmomentum fra kernen til de ydre lag, hvilket effektivt bremser rotationen af ​​kernen.

Massetab:Massive stjerner oplever betydeligt massetab gennem stjernevinde. Dette massetab fjerner vinkelmomentum, da det udstødte materiale typisk roterer med en højere hastighed end kernen. Over tid kan vedvarende massetab føre til et væsentligt fald i kernens rotationshastighed.

Rotationsinducerede ustabiliteter:I visse tilfælde kan hurtig rotation udløse ustabilitet i stjernen. Disse ustabiliteter kan få stjernen til at kaste materiale og/eller omfordele vinkelmomentum, hvilket fører til en langsommere kernerotationshastighed.

Det er sandsynligt, at en kombination af disse mekanismer bidrager til den langsomme rotation af stjernekerner. Derudover kan rotationshastighederne for stjernekerner variere afhængigt af forskellige faktorer, såsom stjernens masse, udviklingsstadie og binaritet. Yderligere forskning og observationer er nødvendige for fuldt ud at forstå det centrale spin-down-problem og få et omfattende billede af stjernernes rotation.