Світила влаштовані досить просто. Гравітація стискає зорю, намагаючись зруйнувати її, що призводить до того, що внутрішнє ядро стає надзвичайно гарячим і щільним. Це запускає процес ядерного синтезу, а тепло і тиск від нього відштовхують гравітацію. Ці дві сили врівноважують одна одну, поки зоря перебуває у стані головної послідовності. Але деталі того, як це працює, надзвичайно складні.
Точне моделювання внутрішньої будови зорі вимагає складних комп’ютерних моделей, і навіть тоді може бути важко зіставити модель із тим, що ми бачимо на поверхні світила. Тепер нова комп’ютерна симуляція допомагає змінити цю ситуацію.
Вихід тепла та енергії
Хоча внутрішній тиск і гравітаційна вага світила, як правило, перебувають у рівновазі, потік тепла — ні. Все тепло та енергія, що генеруються в ядрі зорі, мають із часом виходити з нього, і є два основні шляхи, якими це відбувається.
Перший — через радіаційний обмін. Високоенергетичні гамма-промені розсіюються у ядрі, поступово втрачаючи частину енергії, коли вони мігрують до поверхні й виходять назовні. Надра зорі настільки щільні, що це може зайняти тисячі років.
Другий спосіб — через конвективний потік. Гаряча речовина поблизу центру зорі намагається розширитися, прокладаючи собі шлях до поверхні. Тим часом холодніша речовина біля поверхні конденсується й опускається до ядра.
Разом це створює циклічний потік речовини, який передає теплову енергію до поверхні зорі. Ця конвекція перемішує внутрішню частину зорі, й через такі фактори, як в’язкість і турбулентні вихори, її надзвичайно складно моделювати.
Зазвичай зорі мають випромінювальну і конвективну зони. Розташування і розмір цих зон залежать від маси світила. Малі зорі майже повністю конвективні, тоді як такі зорі, як Сонце, мають внутрішню радіаційну і зовнішню конвективну зони.
Для масивних зір усе навпаки — з внутрішньою конвективною зоною і зовнішньою радіаційною. Конвекція може змусити поверхню зорі коливатися, як киплячу воду в каструлі. Це своєю чергою призводить до того, що загальна яскравість зорі злегка мерехтить.
Що впливає на мерехтіння?
У цьому новому дослідженні команда показала, як конвекційні області в зорі пов’язані з мерехтінням. Вчені виявили, що на звукові хвилі, які проходять крізь зорю, впливають конвективні потоки, які своєю чергою змінюють спосіб мерехтіння зорі.
Це означає, що в принципі ми можемо вивчати нутрощі зорі, спостерігаючи за її мерехтінням, що дозволить астрономам краще їх розуміти. Зараз мерехтіння надто малі, щоб їх можна було спостерігати за допомогою сучасних телескопів. Але за допомогою більших і чутливіших інструментів ми зможемо їх вивчати.
Ми вже можемо вивчати вплив звукових хвиль на Сонці за допомогою так званої геліосейсмології. У найближчі десятиліття ми зможемо робити це з найближчими зорями.
Раніше ми повідомляли про те, як астрономи виміряли швидкість вітру в атмосфері коричневого карлика.
За матеріалами Sciencealert.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
