تدمج النجوم المتسلسلة الرئيسية الهيدروجين في نواتها. إنها الطريقة التي ينتجون بها الطاقة التي يحتاجون إليها للتألق وتمنعهم من الانهيار تحت ثقلهم. عندما يندمج الهيدروجين في الهيليوم ، يوجد القليل من الهيدروجين المتاح في اللب. هذا يمكن أن يشكل تحديا للنجوم الكبيرة. إنهم بحاجة إلى دمج كمية هائلة من الهيدروجين للحفاظ على لمعانهم ، ولا يمكنهم فعل ذلك عندما ينضب الهيدروجين الأساسي. لحسن الحظ ، يمكنهم حل هذه المشكلة عن طريق خلط المزيد من الهيدروجين في لبهم. دراسة جديدة فيعلم الفلك الطبيعييوضح لنا كيف يحدث هذا الاختلاط.
باطن شمسنا. الائتمان: كيلفن ما ، عبر ويكيبيديا
مع النجوم مثل الشمس ، النواة محاطة بطبقة إشعاعية. هذه الطبقة كثيفة لدرجة أنها تأخذ فوتونات عشرات الآلاف من السنين للتحرك خلالها. الذرات في هذه الطبقة لا تتخبط كثيرًا ، لذلك لا يوجد الكثير من الاختلاط. فوق الطبقة الإشعاعية توجد طبقة الحمل الحراري ، والتي تختلط. لا يتم تجديد الهيدروجين الموجود في قلب الشمس لأنه يندمج في الهيليوم ، ولكن لا يزال هناك الكثير من الهيدروجين الأساسي لتشغيل الشمس لمليارات السنين.
إذا كان للنجوم الكبيرة بنية داخلية مماثلة لشمسنا ، فإنها ستحترق من خلال الهيدروجين الأساسي بسرعة إلى حد ما ، وملء اللب بـ 'رماد الهيليوم' الذي من شأنه أن يحد من قدرة النجم على دمج الهيدروجين. لذلك اعتقد علماء الفلك أن النجوم الكبيرة لها نواة حمل ، مما يسمح بخلط الهيدروجين من الطبقات العليا في اللب. لكن كيف تثبت ذلك؟
الجزء الداخلي من النجوم الكبيرة. الائتمان: ماي جيد بيدرسن
استخدمت هذه الدراسة الجديدة طريقة تعرف باسم علم الأستيروز الذي ينظر في كيفية تحرك سطح النجم وتغيره في السطوع. في حين أن بعضًا من هذا يمكن أن يكون بسبب أشياء مثل التوهجات النجمية ، إلا أن الكثير منها ناتج عن موجات صوتية داخل النجم. تشبه هذه العملية الطريقة التي تدرس بها اهتزازات الجرس من خلال الاستماع إلى رنينه. نظرًا لأن الاهتزازات الداخلية للنجم تتأثر بكثافة وحركة الجزء الداخلي من النجم ، فإن علم الزلازل يعد وسيلة قوية لدراسة النجوم.
نظر الفريق إلى 26 نجمًا من النوع B المعروف أنها تنبض في السطوع. هذه النجوم الزرقاء الساطعة هي ما بين 3 و 20 ضعف كتلة شمسنا ، وتنبض بمعدل من 12 ساعة إلى 5 أيام. باستخدام بيانات من مهمة كبلر التابعة لوكالة ناسا ، تمكن الفريق من إظهار أن العديد من هذه النجوم لها نواة حمل ، مما يسمح باختلاط الهيدروجين.
كانت إحدى النتائج المثيرة للاهتمام أن مقدار الاختلاط لا يرتبط بعمر النجم. ليس الأمر أن الاختلاط يزداد كلما تقدم النجم في العمر وازداد سخونة. بدلاً من ذلك ، فإن معدل الاختلاط متغير تمامًا. بعض النجوم لديها القليل جدًا من الاختلاط الأساسي ، بينما يختلط البعض الآخر بمعدل مليون مرة أعلى. بدلاً من العمر ، يبدو أن الاختلاط مرتبط بكمية الدوران الداخلي للنجم.
هناك الكثير للدراسة هنا. يمكن أن يؤثر مستوى الاختلاط في قلب النجم على عمر النجم وتطوره. في حين أن النجوم الكبيرة عادة ما يكون عمرها أقصر بكثير من شمسنا ، إلا أن عمرها قد لا يعتمد ببساطة على كتلتها. نظرًا لأننا نطبق علم الزهرة النجمية على المزيد من النجوم في المستقبل ، فمن المحتمل أن نجد المزيد من العوامل الموجودة في هذا المزيج.
المرجعي:بيدرسن ، ماي ج. ، وآخرون. ' الخلط الداخلي للنجوم الدوارة يُستدل عليه من أنماط الجاذبية ثنائية القطب . 'علم الفلك الطبيعي(2021): 1-8.
