Zakaj so zvezde poredne? 3D simulacije razkrivajo izvor skrivnostnih gejzirjev

Zakaj so zvezde poredne? 3D simulacije razkrivajo izvor skrivnostnih gejzirjev

Posnetek iz modeliranja tlačnega plina, ki skriva zvezdo 80-krat masivnejše kot Sonce. Intenzivna svetloba iz zvezdnega jedra potiska zunanje predele, napolnjene s helijem, zaradi česar je material izrnjen v obliki gejzirjev. Trdne barve označujejo področja večje intenzivnosti. Prosojna vijolična - gostota plina in lažja označena gosta območja

Astrofiziki so končno našli razlago za nenadne spremembe razpoloženja in razpoloženja v nekaterih največjih, najsvetlejših in najredkejših zvezdah v vesolju. Znano je, da svetlo modre spremenljivke občasno utripajo v bleščečih utripih, imenovanih zvezdni gejzirji. Ti močni izbruhi v nekaj dneh sprostijo dragocene materiale v vesolje (pogosto planetarne kompozicije). Toda razlog za to nestabilnost že desetletja ostaja skrivnost.

Zdaj, nove 3D simulacije kažejo, da turbulentno gibanje v zunanjih slojih masivne zvezde tvori gosto grudo zvezdnega materiala. Zajemajo svetlo zvezdno svetlobo (kot jadro), ki v vesolje izbira material. Po izmetu zadostne mase se zvezda umiri, dokler se zunanji sloji ponovno ne oblikujejo in cikel ne začne znova. Pomembno je, da raziskovalci razumejo razlog za nastanek zvezdnih gejzirjev, saj bo vsaka izjemno masivna zvezda verjetno preživela del življenja kot svetlo modro spremenljivko. Te velike zvezde, kljub majhni količini, v veliki meri določajo galaktično evolucijo z zvezdnimi vetrovi in ​​eksplozijami supernov. Poleg tega po smrti pustijo za seboj črne luknje. Svetlo modre spremenljivke (LBV) so redki predmeti, tako da je le približno ducat takih točk opaziti v in okoli Rimske ceste. Velike zvezde lahko 100-krat presežejo maso sonca in se približajo teoretični meji. LBV je tudi neverjetno svetel, kjer so nekateri pred našo zvezdo milijonkrat!

Znanstveniki verjamejo, da nasprotovanje ekstremnega gravitacijskega materiala in ekstremne svetilnosti vodi do velikih izbruhov. Toda absorpcija fotona z atomom zahteva, da so elektroni povezani z orbitami okoli jedra atoma. V najglobljih in najbolj vročih zvezdnih plasteh se materija obnaša kot plazma z elektroni, ki niso povezani z atomi. V hladnejših zunanjih slojih se elektroni začnejo vračati k svojim prvotnim atomom in zato lahko znova absorbirajo fotone.

Zgodnje razlage izbruhov napovedujejo, da lahko elementi, kot je helij v zunanjih plasteh, absorbirajo dovolj fotonov, da bi premagali težo in se kot svetloba prebili v vesolje. Vendar preprosti enodimenzionalni izračuni niso potrdili te hipoteze: zunanji sloji niso videti dovolj gosto, da bi ujeli svetlobo in preobremenitev. Toda ti preprosti izračuni niso odražali celotne slike kompleksne dinamike v masivni zvezdi. Znanstveniki so se odločili uporabiti bolj realističen pristop in ustvarili podrobno 3D računalniško simulacijo o tem, kako pridejo v stik z velikanskimi zvezdami materija, toplota in svetlobni tok. Pri izračunih je potreben več kot 60 milijonov ur računalniškega procesorja.

V simulacijah je bila povprečna gostota zunanjih plasti premajhna, da bi material lahko letel, kot je bilo predvideno z enodimenzionalnimi izračuni. Toda novi so pokazali, da je konvekcija in mešanje v zunanjih plasteh povzročilo, da so nekatera območja postala bolj gosta od drugih in da so se izmetala. Takšni izbruhi se pojavijo v časovnih intervalih (dnevih ali tednih), ko se zvezda »zgosti« in njena svetlost niha. Menijo, da lahko takšne zvezde vsako leto izgubijo 10 milijard trilijonov ton materiala, kar je dvakrat več od mase Zemlje.

Raziskovalci nameravajo izboljšati natančnost simulacij z dodajanjem drugih učinkov, kot je rotacija zvezd. To bo olajšalo izmet materiala v prostor blizu hitro vrtljivega ekvatorja, namesto fiksnih polov.

Komentarjev (0)
Iskanje