Наприкінці життя маломасивні зорі переживають раптове падіння яскравості, відоме як «сплеск яскравості» або luminosity bump. Кінцева стадія цього явища була добре описана, але момент його зародження довго залишався загадкою. Тепер, як повідомляє Newswise Science News, дослідження Саскії Геккер (Saskia Hekker) з Гейдельберзького інституту теоретичних досліджень (HITS) показує, що ключову роль відіграє ентропія.
Спостереження та моделі зоряної еволюції демонструють, що маломасивні зорі на червоній гілці гігантів проходять через фазу, коли їхня світність тимчасово зменшується, хоча за логікою еволюції мала б зростати. Це явище відоме як «сплеск на червоній гілці гігантів».
Роль ентропії та хімічної розривності
У своїй роботі Геккер показує, що пояснення може критися в ентропії — міру безладу в системі. В еволюції таких зір важливу роль відіграє розривність хімічного складу, яка виникає на дні конвективної оболонки, тобто у зовнішніх шарах зорі.
У процесі еволюції ця хімічна розривність поступово зміщується в глибші шари зорі, де панують інші тиски та температури. Разом із цим змінюється й ентропія речовини в цих областях. Саме ці зміни ентропії, за результатами дослідження, призводять до зменшення світності зорі й визначають початок сплеску яскравості.
Авторка роботи підкреслює, що таке пояснення є першою кількісною моделлю, яка описує саме момент запуску цього явища, а не лише його наслідки.
Наслідки для теорії зоряної еволюції
Робота Геккер є першою спробою такого типу й наближає астрофізиків до розв’язання давнього питання про природу сплеску яскравості в еволюціонуючих зорях. Новий підхід до опису механізму, що стоїть за цим явищем, може дати важливі орієнтири для використання сплеску як «якоря» в теорії зоряної еволюції.
Точніше розуміння того, як і чому змінюється яскравість маломасивних зір на червоній гілці гігантів, допомагає краще калібрувати моделі їхнього віку, внутрішньої будови та подальшої долі. Це, своєю чергою, впливає на загальні уявлення про еволюцію зоряних популяцій у галактиках.
Дослідження опубліковане в журналі The Astrophysical Journal Letters під назвою «The role of specific entropy in the onset of the luminosity bump» і представляє рецензовані результати в галузі астрофізики зір.