Бурлящие внутренности. Ученые создали первую симуляцию внутренней части огромных звезд (видео)

Ученые представляли результаты нового исследования огромных звезд в журнале Nature Astronomy и показали, что происходит у них внутри, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Структура звезд достаточно проста. Сначала гравитация пытается сжать звезду, из-за чего ее ядро становится очень плотным и горячим. Этот процесс запускает в ядре термоядерный синтез и внутреннее тепло и давление звезды не позволяют гравитации сжимать звезду дальше. Когда термоядерный синтез прекращается, то уже ничто не может противостоять гравитации и огромные звезды сжимаются в конце своей жизни, а затем взрываются сверхновыми.

То есть, по сути, внутри звезд идет постоянная борьба между разными силами, благодаря чему звезды живут. Но детали того, как это все работает на самом деле понять очень сложно. Но новая симуляция помогает разобраться с этим вопросом.

Хотя внутреннее давление и гравитация звезды обычно находятся в равновесии, этого нельзя сказать о потоке тепла. Все тепло и энергия, которые создаются в ядре звезды должны со временем удалиться и это происходит двумя основными способами.

• Во-первых, это происходит с помощью лучевого обмена. Высокоэнергетические гамма-лучи рассеиваются в ядре и постепенно теряют часть энергии по мере того, как они перемещаются на поверхность огромной звезды, чтобы затем улететь в космос.
• Во-вторых, это происходит с помощью конвекции. Горячая плазма возле центра звезды пытается расшириться во время перемещения ближе к поверхности. Тем временем более холодная плазма у поверхности конденсируется и опускается к ядру звезды.

Оба эти процесса создают цикличное перемещение плазмы, которое передает тепловую энергию поверхности звезды. Конвекция взбалтывает внутреннюю часть звезды и ее очень трудно показать в симуляциях.

Все звезды обычно имеют зону конвекции и зону лучистого переноса. Расположение и размер этих зон зависят от массы самой звезды. Например, у маленьких звезд почти полностью преобладает зона конвекции, а, например, у больших звезд, у Солнца, есть внутренняя зона лучистого переноса и внешняя зона конвекции.

Но у огромных массивных звезд все наоборот – зона конвекции находится внутри, а зона лучистого переноса – снаружи. Сейчас ученые знают о том, что зона конвекции может вызвать колебания поверхности звезды, а это приводит к ее небольшому мерцанию, то есть изменению яркости.

В этом новом исследовании ученые показали, как регионы зоны конвекции связаны с тем, как именно происходит мерцание звезды. Они выяснили, что звуковые волны, которые проходят через звезду, подвергаются влиянию конвективных потоков, и те меняют способ мерцания звезды.

То есть можно изучать внутреннюю часть звезд с помощью наблюдений за их мерцанием, считают ученые. Но пока это сделать очень сложно, ведь нужны более мощные телескопы.

Фокус уже писал о том, что астрономы обнаружили, что у близкой к нам планеты исчезает атмосфера из-за сильного излучения ее родной звезды.