Snapshot från modellering piskad gas som gömmer en stjärna 80 gånger mer massiv än solen. Det intensiva ljuset från stjärnkärnan pressar de yttre facken fyllda med helium, på grund av vilket material som kastas ut i form av geysrar. Fasta färger indikerar områden med större intensitet. Genomskinlig lila - gasens densitet och lättare markerade täta områden
Astrofysiker har äntligen funnit en förklaring till de plötsliga förändringarna i humör och humör i några av de största, ljusaste och sällsynta stjärnorna i universum. Det är känt att ljusblå variabler med jämna mellanrum blinkar i bländande blixtar, kallad stellar geysrar. Dessa kraftfulla utbrott frigör värdefulla material i rymden (ofta med planetkomposition) inom några dagar. Men orsaken till denna instabilitet för dussintals år var ett mysterium.
Nu indikerar nya 3D-simuleringar att turbulent rörelse i de yttre skikten i en massiv stjärna bildar täta klumpar av stjärnmaterial. De fångar ljusstarka ljusstrålar (som en segel), spyter material i rymden. Efter utstötning av tillräcklig massa lugnar stjärnan ner tills dess yttre skikt omformas och cykeln startas inte om igen. Det är viktigt för forskare att förstå orsaken till utseendet av stellar gejsrar, eftersom varje extremt massiv stjärna sannolikt kommer att tillbringa en del av livet som en ljusblå variabel. Dessa massiva stjärnor, trots en liten mängd, bestämmer i hög grad den galaktiska utvecklingen genom stjärnvindar och supernovaxplosioner. Dessutom, efter döden lämnar de bakom svarta hål. Ljusblåa variabler (LBV) är sällsynta föremål, så bara i ett dussin sådana fläckar observeras i och runt Vintergatan. Storstjärniga stjärnor kan överskrida solvärdet 100 gånger och närma sig den teoretiska gränsen. LBV är också otroligt ljus, varav några är före vår stjärna 1 miljon gånger!
Forskare tror att motståndet mot extrem gravitation och extrem ljushet leder till dessa storskaliga brister. Men absorptionen av en foton med en atom kräver att elektronerna är anslutna med banor runt en atoms kärna. I de djupaste och hetaste stjärnskikten uppträder materien som ett plasma med elektroner som inte är kopplade till atomer. I svalare yttre skikt börjar elektroner återgå till sina inhemska atomer och kan därför absorbera fotoner igen.
Tidiga förklaringar av fläckar förutsagde att element som helium i ytterskikten kan absorbera tillräckligt med fotoner för att övervinna tyngdkraften och bryta ut i rymden som en blixt. Men enkla endimensionella beräkningar lyckades inte bekräfta denna hypotes: de yttre skikten såg inte täta nog för att fånga ljuset och överbelasta tyngdkraften. Men dessa enkla beräkningar speglade inte den fullständiga bilden av den komplexa dynamiken i en massiv stjärna. Forskare bestämde sig för att använda ett mer realistiskt tillvägagångssätt och skapade en detaljerad 3D-datorsimulering av hur materia, värme och ljusflöde kommer i kontakt med jätte stjärnor. I beräkningarna tog det mer än 60 miljoner timmar av dataprocessorn.
I simuleringar var den genomsnittliga densiteten hos de yttre skikten för låg för att materialet skulle kunna flyga, vilket förutspåddes av endimensionella beräkningar. Men de nya visade att konvektion och blandning i de yttre skikten fick vissa områden att bli tätare än andra och utstötas. Sådana utbrott inträffar under tidsintervaller (dagar eller veckor) när en stjärna "tjocknar" och dess ljusstyrka varierar. Man tror att sådana stjärnor varje år kan förlora 10 miljarder miljarder ton material, vilket är två gånger jordens massa.
Forskarna planerar att förbättra noggrannheten av simuleringar genom att lägga till andra effekter, såsom stjärnrotation. Detta kommer att underlätta utstötningen av material i utrymmet nära den snabbt roterande ekvatorn, snarare än fasta poler.
