Вируючі нутрощі. Вчені створили першу симуляцію внутрішньої частини величезних зірок (відео)

Вчені представляли результати нового дослідження величезних зірок у журналі Nature Astronomy і показали, що відбувається у них всередині, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Структура зірок досить проста. Спочатку гравітація намагається стиснути зірку, через що її ядро стає дуже щільним і гарячим. Цей процес запускає в ядрі термоядерний синтез та внутрішнє тепло і тиск зірки не дає змоги гравітації стискати зірку далі. Коли термоядерний синтез припиняється, то вже ніщо не може протистояти гравітації і величезні зірки стискаються наприкінці свого життя, а потім вибухають надновими.

Тобто, по суті, всередині зірок іде постійна боротьба між різними силами, завдяки чому зірки живуть. Але деталі того, як це все працює насправді зрозуміти дуже складно. Але нова симуляція допомагає розібратися з цим питанням.

Хоча внутрішній тиск і гравітація зірки зазвичай перебувають у рівновазі, цього не можна сказати про потік тепла. Усе тепло та енергія, які створюються в ядрі зірки, повинні з часом віддалитися і це відбувається двома основними способами.

• По-перше, це відбувається за допомогою променевого обміну. Високоенергетичні гамма-промені розсіюються в ядрі і поступово втрачають частину енергії в міру того, як вони переміщуються на поверхню величезної зірки, щоб потім полетіти в космос.
• По-друге, це відбувається за допомогою конвекції. Гаряча плазма біля центру зірки намагається розширитися під час переміщення ближче до поверхні. Тим часом холодніша плазма біля поверхні конденсується й опускається до ядра зірки.

Обидва ці процеси створюють циклічне переміщення плазми, яке передає теплову енергію поверхні зірки. Конвекція збовтує внутрішню частину зірки і її дуже важко показати в симуляціях.

Усі зірки зазвичай мають зону конвекції та зону променистого перенесення. Розташування і розмір цих зон залежать від маси самої зірки. Наприклад, у маленьких зірок майже повністю переважає зона конвекції, а, наприклад, у великих зірок, у Сонця, є внутрішня зона променистого перенесення і зовнішня зона конвекції.

Але у величезних масивних зірок усе навпаки — зона конвекції знаходиться всередині, а зона променистого перенесення — зовні. Наразі вчені знають про те, що зона конвекції може спричинити коливання поверхні зірки, а це призводить до її невеликого мерехтіння, тобто зміни яскравості.

У цьому новому дослідженні вчені показали, як регіони зони конвекції пов'язані з тим, як саме відбувається мерехтіння зірки. Вони з'ясували, що звукові хвилі, які проходять через зірку, підпадають під вплив конвективних потоків, і ті змінюють спосіб мерехтіння зірки.

Тобто можна вивчати внутрішню частину зірок за допомогою спостережень за їхнім мерехтінням, вважають учені. Але поки що це зробити дуже складно, адже потрібні потужніші телескопи.

Фокус уже писав про те, що астрономи виявили, що у близької до нас планети зникає атмосфера через сильне випромінювання її рідної зірки.