Istantanea dalla modellazione di gas frustato che nasconde una stella 80 volte più massiccia del Sole. La luce intensa del nucleo stellare spinge i compartimenti esterni pieni di elio, a causa del quale il materiale viene gettato nella forma di geyser. I colori a tinta unita indicano aree di maggiore intensità. Viola traslucido: la densità del gas e le aree più dense contrassegnate da una luce più chiara
Gli astrofisici hanno finalmente trovato una spiegazione per gli improvvisi cambiamenti di umore e stati d'animo in alcune delle stelle più grandi, più luminose e rare dell'universo. È noto che le variabili blu brillante periodicamente lampeggiano in bagliori abbaglianti, indicati come geyser stellari. Queste potenti eruzioni rilasciano materiali preziosi nello spazio (spesso di composizione planetaria) in pochi giorni. Ma il motivo di questa instabilità per decine di anni è rimasto un mistero.
Ora, nuove simulazioni 3D indicano che il movimento turbolento negli strati esterni di una stella massiccia forma ammassi densi di materiale stellare. Catturano la brillante luce delle stelle (come una vela), spargendo materiale nello spazio. Dopo l'espulsione di una massa sufficiente, la stella si calma finché gli strati esterni non si riformano e il ciclo non si riavvia. È importante per i ricercatori capire la ragione dell'aspetto dei geyser stellari, poiché ogni stella estremamente massiccia è probabile che trascorrerà parte della vita sotto forma di una variabile blu brillante. Queste stelle massicce, nonostante una piccola quantità, determinano in gran parte l'evoluzione galattica attraverso venti stellari e esplosioni di supernova. Inoltre, dopo la morte, lasciano i buchi neri. Le variabili blu luminose (LBV) sono oggetti rari, quindi solo una dozzina di tali punti sono osservati all'interno e intorno alla Via Lattea. Le stelle su larga scala sono in grado di superare la massa solare di 100 volte e avvicinarsi al limite teorico. LBV è anche incredibilmente luminoso, dove alcuni sono davanti alla nostra stella 1 milione di volte!
Gli scienziati ritengono che l'opposizione del materiale gravitazionale estremo e la luminosità estrema conducano a queste esplosioni su larga scala. Ma l'assorbimento di un fotone da parte di un atomo richiede che gli elettroni siano collegati da orbite attorno al nucleo di un atomo. Negli strati di stelle più profondi e più caldi, la materia si comporta come un plasma con elettroni non collegati agli atomi. Negli strati esterni più freddi, gli elettroni iniziano a ritornare ai loro atomi nativi, e quindi sono in grado di assorbire nuovamente i fotoni.
Le prime spiegazioni dei flare hanno previsto che elementi come l'elio negli strati esterni sono in grado di assorbire un numero sufficiente di fotoni per superare la gravità e scoppiare nello spazio come un lampo. Ma i semplici calcoli unidimensionali non sono riusciti a confermare questa ipotesi: gli strati esterni non sembravano abbastanza densi da catturare la luce e sovraccaricare la gravità. Ma questi semplici calcoli non riflettono il quadro completo delle complesse dinamiche di una stella massiccia. Gli scienziati hanno deciso di utilizzare un approccio più realistico e hanno creato una simulazione computerizzata 3D dettagliata di come materia, calore e flusso luminoso entrano in contatto in stelle giganti. Nei calcoli ci sono voluti più di 60 milioni di ore di elaborazione del processore.
Nelle simulazioni, la densità media degli strati esterni era troppo bassa perché il materiale volasse, come previsto dai calcoli monodimensionali. Ma i nuovi hanno mostrato che la convezione e la miscelazione negli strati esterni hanno causato alcune aree a diventare più dense di altre ed espellere. Tali eruzioni si verificano durante intervalli di tempo (giorni o settimane) quando una stella "si addensa" e la sua luminosità oscilla. Si ritiene che tali stelle ogni anno siano in grado di perdere 10 miliardi di miliardi di tonnellate di materiale, che è il doppio della massa terrestre.
I ricercatori hanno in programma di migliorare l'accuratezza delle simulazioni aggiungendo altri effetti, come la rotazione stellare. Ciò faciliterà l'espulsione del materiale nello spazio vicino all'equatore a rotazione rapida, piuttosto che i poli fissi.
