На базовому рівні зоря — це досить просто. Гравітація стискає зорю, намагаючись її обвалити до центра. Це призводить до того, що ядро зорі стає дуже гарячим і щільним. Тому в ньому починається ядерний синтез. Тиск, спричинений випромінюванням, протидіє силі тяжіння. Дві сили врівноважують одна одну, поки зоря перебуває на головній послідовності діаграми Герцшпрунга—Рассела. Просто. Але подробиці того, як це працює, надзвичайно складні. Для точного моделювання внутрішньої частини зірки потрібні складні комп’ютерні моделі, і навіть тоді може бути важко підібрати модель до того, що ми спостерігаємо на поверхні зорі. Нова комп’ютерна симуляція допоможе змінити ситуацію.
Хоча внутрішній тиск і сила тяжіння зорі, зазвичай, перебувають у рівновазі, з потоком випромінювання це не так. Усе тепло й енергія, які виробляються в зоряному ядрі, мають вчасно вийти, і це відбувається двома способами. Перший — через поглинання і випромінювання квантів. Гамма-промені високої енергії поглинає газ, що лежить у ядрі й вищих внутрішніх шарах зорі. Потім газ випромінює кванти з меншою енергією. Так поступово випромінювання «мігрує» до поверхні зорі й виходить у міжзоряний простір. Внутрішня частина зірки така щільна, що це може зайняти тисячі років.
Другий спосіб — через конвекцію. Гарячий газ в центрі зорі намагається розширитися, просуваючись до поверхні. Тим часом більш холодний газ біля поверхні конденсується та опускається до ядра. Внаслідок цього виникає циклічний потік речовини, який передає теплову енергію до поверхні зорі. Конвекція збурює внутрішню частину зірки, і через такі речі, як в’язкість і турбулентні вихори, її дуже важко змоделювати.
Схема, що ілюструє способи передачі тепла всередині зорі. Авторські права: Wikipedia. Фото з сайту www.universetoday.com.
Зорі зазвичай мають зону променистого переносу енергії та конвективну зону. Розташування і розмір цих зон залежать від маси зірки. Малі зорі майже повністю конвективні, а такі зірки, як Сонце, мають внутрішню зону променистого переносу енергії та зовнішню конвективну зону. В масивних зір навпаки — внутрішня конвективна зона і зовнішня зона променистого переносу енергії. Одна з речей, які ми знаємо про конвекцію, полягає в тому, що вона може спричинити коливання поверхні зорі, як вода, що кипить у каструлі. Це, своєю чергою, спричиняє незначне мерехтіння загальної яскравості зорі.
У новому дослідженні наукова група показала, як ділянки конвекції в зорі пов’язані з тим, як зірка мерехтить. Дослідники виявили: на звукові хвилі, що проходять через зірку, впливають конвективні потоки, які, своєю чергою, змінюють те, як зоря мерехтить. Це в принципі означає, що ми можемо вивчати внутрішню будову зорі, спостерігаючи мерехтіння її світла.
Наразі мерехтіння надто малі, щоб сучасні телескопи могли їх реєструвати. Але за допомогою більших і чутливіших телескопів ми зможемо їх вивчати. Ми вже можемо вивчати прояви звукових хвиль на Сонці за допомогою так званої геліосейсмології. В найближчі десятиліття ми зможемо зробити це з сусідніми зорями.
За інф. з сайту www.universetoday.comпідготував Іван Крячко
