Эксперименты с лазером позволили «заглянуть» в недра звезд-красных карликов
Тепло генерируется в ядре звезды и распространяется наружу к поверхности, но неясно, происходит ли этот процесс как излучение (направленного, одностороннего движения), конвекция (перемешивания) или за счет комбинации этих процессов. Чтобы понять это, нужно измерить непрозрачность внутреннего водорода.
Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (США) с помощью National Ignition Facility, самого большого и мощного лазера в мире, изучают непрозрачность водорода при экстремальных давлениях и относительно низких температурах. Такие условия как раз существуют внутри красных карликов. Исследование опубликовано в журнале Physics of Plasmas, о нем рассказали в лаборатории.
Красные карлики — звезды с очень малой массой. В результате у них относительно низкое давление, низкая скорость плавления и низкая температура. Генерируемая энергия является продуктом ядерного синтеза — превращения водорода в гелий. Так что звезды излучают относительно мало света.
В своей статье ученые предлагают новый эксперимент для измерения непрозрачности плотного водорода. Для этого они создают более низкие температуры плазмы, чем требуется для самоподдерживающихся термоядерных реакций, а водород высокой плотности исследуют с помощью рентгеновской радиографии.
Получилось, что самые маленькие красные карлики полностью конвективны. В этом случае реакции внутри постоянно подпитываются водородом из внешних слоев. В сочетании с низкой скоростью синтеза из-за относительно низких температур ядра, некоторым красным карликам удается существовать триллионы лет, пока не будет израсходовано все водородное топливо. То есть у звезд получается: кто ярче горит, тот быстрее погибает, и наоборот.
При этом внутренняя структура звезды оказывает большое влияние на активность ее поверхности. На границе между чисто излучающим ядром и перемешивающимся слоем возникают сильные магнитные поля и турбулентности, порождающие выбросы, которые могут угрожать жизни на близлежащих планетах. То есть это было бы не самое удачное место для поиска внеземной жизни.
«Понимание радиационных свойств сложной плазмы внутри звезды-хозяина имеет решающее значение при оценке возможности существования жизни на экзопланете, особенно возле красных карликов, где обитаемая зона находится относительно близко к самой звезде из-за низкой температуры звезды», — сказал один из авторов исследования Тило Деппнер.
Найдены еще две землеподобные скалистые экзопланеты в «поясе Златовласки»
