Астрофизики из Научно-исследовательского института Флэтайрон и Северо-Западного университета использовали компьютерное моделирование, чтобы воссоздать процессы в недрах звезд. Анализ предсказывает мерцание света, вызванное «взбалтыванием» материала звезды. Эффект слишком слаб для современных телескопов, но может наблюдаться в будущем и помочь исследовать внутренний состав звезд и процессы их формирования.
Моделирование потоков внутри звезды. Изображение: Evan H. Anders et al., Nature Astronomy
Мерцание звезд можно заметить в ночном небе, но этот видимый эффект отличается от того, о котором пишут астрофизики. Визуальные изменения, которые можно наблюдать на Земле, связаны с прохождением фотонов сквозь атмосферу планеты, объясняют ученые. Но более мощные телескопы, размещенные на орбите, теоретически смогут наблюдать другие «мерцания».
Движения в ядрах звезд вызывают волны, подобные волнам в океане. Когда волны достигают поверхности звезды, они заставляют ее мерцать таким образом, что астрономы могут наблюдать. Впервые мы разработали компьютерные модели, которые позволяют нам определить, насколько сильно звезда должна мерцать в результате эти волны.
Эван Андерс, научный сотрудник Северо-Западного университета и соавтор исследования
Конвекция звезды питается от ядерного реактора в ядре. В ее центре сильное давление сжимает атомы водорода вместе, образуя атомы гелия плюс немного избыточной энергии. Эта энергия генерирует тепло, которое заставляет сгустки плазмы подниматься к поверхности. Турбулентность внутри потоков порождает волны, которые расходятся к поверхности звезды, где они сжимают и разжимают плазму звезды, вызывая осветление и затемнение света звезды.
Компьютерное моделирование динамики внутри звезды, которая в 15 раз массивнее Солнца. Видео: Evan H. Anders et al., Nature Astronomy
С помощью компьютерного моделирования, которое показывает, как формируются и распространяются волны, исследователи рассчитали, как будет выглядеть такое мерцание. Оно оказалось очень слабым для современных приборов и не похоже на «красный шум» — необъяснимую пульсацию в излучении крупных звезд. Но развитие мощности приборов в будущем позволит наблюдать этот эффект и на его основе определять внутренний состав и процессы внутри звезд.
