Zvezde glavnega zaporedja spojijo vodik v svojih jedrih. Tako proizvajajo energijo, ki jo potrebujejo za sijaj, in preprečujejo, da bi se zrušili pod lastno težo. Ker se vodik zlije v helij, je v jedru na voljo manj vodika. To lahko predstavlja izziv za velike zvezde. Za nadaljevanje sijaja morajo zliti ogromno vodika, tega pa ne morejo storiti, ko je vodik v jedru izčrpan. Na srečo lahko ta problem rešijo tako, da v svoje jedro vmešajo več vodika. Nova študija vAstronomija naravenam pokaže, kako se to mešanje dogaja.
Notranjost našega Sonca. Zasluge: Kelvin Ma, prek Wikipedije
Pri zvezdah, kot je Sonce, je jedro obdano s sevalno plastjo. Ta plast je tako gosta, da jemlje fotone deset tisoč let da se premikam skozi to. Atomi v tej plasti se ne mešajo veliko, zato ni veliko mešanja. Nad sevalno plastjo je konvektivna plast, ki se meša. Vodik v Sončevem jedru se ne napolni, saj se zlije v helij, vendar je še vedno veliko vodika v jedru, ki napaja Sonce milijarde let.
Če bi imele večje zvezde podobno notranjo strukturo kot naše Sonce, bi dokaj hitro pregorele skozi vodik v jedru in jedro napolnile s 'helijevim pepelom', ki bi omejil sposobnost zvezde za spajanje vodika. Tako so astronomi mislili, da imajo velike zvezde konvektivno jedro, ki bi omogočilo mešanje vodika iz višjih plasti v jedro. Ampak kako to dokažeš?
Notranjost velikih zvezd. Zasluge: May Gade Pedersen
Ta nova študija je uporabila metodo, znano kot asteroseizmologija, ki gleda, kako se površina zvezde premika in spreminja svetlost. Medtem ko lahko nekaj od tega povzročijo stvari, kot so zvezdni izbruhi, večino tega povzročijo zvočni valovi znotraj zvezde. Postopek je podoben načinu, kako bi lahko preučevali vibracije zvona s poslušanjem njegovega zvonjenja. Ker na notranje vibracije zvezde vplivata gostota in gibanje njene notranjosti, je asteroseizmologija močan način za preučevanje zvezd.
Ekipa si je ogledala 26 zvezd tipa B, za katere je znano, da utripajo v svetlosti. Te svetlo modre zvezde so od 3 do 20-krat večje od mase našega Sonca in utripajo s hitrostjo od 12 ur do 5 dni. Z uporabo podatkov iz Nasine misije Kepler je ekipa lahko pokazala, da imajo številne od teh zvezd konvektivno jedro, kar omogoča mešanje vodika.
Zanimiv rezultat je bil, da količina mešanja ni v korelaciji s starostjo zvezde. Ni tako, da se mešanje povečuje, ko se zvezda stara in postaja vroče. Namesto tega je hitrost mešanja precej spremenljiva. Nekatere zvezde imajo zelo malo mešanja jedra, medtem ko se druge mešajo s hitrostjo, milijonkrat večjo. Namesto starosti se zdi, da je mešanje povezano s količino notranje rotacije, ki jo ima zvezda.
Tu je še veliko za študij. Stopnja mešanja v jedru zvezde lahko vpliva na življenjsko dobo in razvoj zvezde. Medtem ko imajo velike zvezde običajno veliko krajšo življenjsko dobo kot naše Sonce, njihova življenjska doba morda ni odvisna samo od njihove mase. Ko bomo v prihodnosti asteroseizmologijo uporabljali za več zvezd, bomo verjetno našli več dejavnikov, ki so v mešanici.
Referenca:Pedersen, May G., et al. ' Notranje mešanje vrtečih se zvezd, sklepano iz dipolnih gravitacijskih načinov .'Astronomija narave(2021): 1-8.