Snapshot van het modelleren van geklopt gas dat een ster verbergt die 80 keer massiever is dan de zon. Het intense licht van de stellaire kern duwt de buitenste compartimenten gevuld met helium, waardoor materiaal wordt weggegooid in de vorm van geisers. Effen kleuren geven gebieden met een grotere intensiteit aan. Doorschijnend paars - de dichtheid van het gas en lichtere gemarkeerde dichte gebieden
Astrofysici hebben eindelijk een verklaring gevonden voor de plotselinge veranderingen in stemming en stemmingen in enkele van de grootste, helderste en zeldzaamste sterren in het universum. Het is bekend dat felblauwe variabelen periodiek knipperen in verblindende flitsen, ook wel stellaire geisers genoemd. Deze krachtige uitbarstingen geven binnen een paar dagen waardevolle materialen vrij in de ruimte (vaak van planetaire samenstelling). Maar de reden voor deze instabiliteit voor tientallen jaren bleef een mysterie.
Nu geven nieuwe 3D-simulaties aan dat turbulente beweging in de buitenste lagen van een massieve ster dichte klompen van stellair materiaal vormt. Ze vangen helder sterrenlicht (zoals een zeil) en spuwen materiaal de ruimte in. Na het wegspuiten van voldoende massa, kalmeert de ster totdat de buitenste lagen opnieuw zijn gevormd en start de cyclus niet opnieuw. Het is belangrijk voor onderzoekers om de reden voor het verschijnen van sterrengeisers te begrijpen, omdat elke extreem zware ster waarschijnlijk een deel van het leven als een helderblauwe variabele zal doorbrengen. Deze massieve sterren bepalen, ondanks een kleine hoeveelheid, grotendeels de galactische evolutie door sterrenwinden en supernova-explosies. Bovendien laten ze na de dood zwarte gaten achter. Felblauwe variabelen (LBV) zijn zeldzame objecten, dus slechts een tiental van dergelijke vlekken worden waargenomen in en rond de Melkweg. Grootschalige sterren kunnen 100 keer de zonnemassa overschrijden en de theoretische limiet naderen. LBV is ook ongelooflijk helder, waar sommige onze ster 1 miljoen keer voor zijn!
Wetenschappers zijn van mening dat de tegenstelling van extreem zwaartekrachtmateriaal en extreme helderheid tot deze grootschalige uitbarstingen leidt. Maar de absorptie van een foton door een atoom vereist dat de elektronen verbonden zijn door banen rond de kern van een atoom. In de diepste en heetste sterlagen gedraagt materie zich als een plasma met elektronen die niet aan atomen vastzitten. In koelere buitenlagen beginnen elektronen terug te keren naar hun oorspronkelijke atomen en kunnen ze daarom fotonen opnieuw opnemen.
Vroege verklaringen van fakkels voorspelden dat elementen zoals helium in de buitenste lagen voldoende fotonen kunnen absorberen om de zwaartekracht te overwinnen en als een flits de ruimte in te breken. Maar eenvoudige eendimensionale berekeningen konden deze hypothese niet bevestigen: de buitenste lagen zagen er niet zwaar genoeg uit om het licht te vangen en de zwaartekracht te overbelasten. Maar deze eenvoudige berekeningen weerspiegelden niet het volledige beeld van de complexe dynamiek in een massieve ster. Wetenschappers besloten om een meer realistische benadering te gebruiken en creëerden een gedetailleerde 3D-computersimulatie van hoe materie, warmte en lichtstroom in contact komen met gigantische sterren. In de berekeningen kostte het meer dan 60 miljoen uren van de computerprocessor.
In simulaties was de gemiddelde dichtheid van de buitenste lagen te laag voor het materiaal om te vliegen, zoals voorspeld door eendimensionale berekeningen. Maar de nieuwe toonden aan dat convectie en menging in de buitenste lagen ervoor zorgde dat sommige gebieden dichter werden dan andere en uitwerpen. Dergelijke uitbarstingen vinden plaats gedurende tijdsintervallen (dagen of weken) wanneer een ster "dikker" wordt en de helderheid ervan fluctueert. Er wordt aangenomen dat dergelijke sterren elk jaar in staat zijn om 10 miljard biljoen ton materiaal te verliezen, wat twee keer de massa van de aarde is.
De onderzoekers zijn van plan de nauwkeurigheid van simulaties te verbeteren door andere effecten toe te voegen, zoals stellaire rotatie. Dit zal het uitwerpen van materiaal in de ruimte nabij de snel roterende evenaar vergemakkelijken, in plaats van vaste polen.
