Denna illustration visar en röd dvärgstjärna som kretsar runt av en hypotetisk exoplanet. Röda dvärgar tenderar att vara magnetiskt aktiva och uppvisa gigantiska bågformiga prominenser och en mängd mörka solfläckar. Röda dvärgar bryter också ut med intensiva utbrott som kan ta bort en närliggande planets atmosfär med tiden eller göra ytan ogästvänlig för livet som vi känner det. Kredit:NASA, ESA och D. Player (STScI).
Röda dvärgar är de vanligaste stjärnorna i Vintergatan och utgör 70 % av alla stjärnor.
Men fysiken i deras interiörer är inte väl förstådd. Värme genereras i kärnan och går utåt till ytan, men det är inte klart om den processen sker via strålning, konvektion eller en kombination av de två. Nyckelfaktorn som avgör om röda dvärgar är strålnings- eller konvektionsdominerade är opaciteten hos det inre vätet.
Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskare som använder National Ignition Facility, världens största och mest energiska laser, undersöker opaciteten hos väte under extrema tryck och relativt låga temperaturer som finns i det inre av röda dvärgar. Forskningen visas i tidskriften Physics of Plasmas .
Röda dvärgar är stjärnor med mycket låg massa. Som ett resultat har de relativt låga tryck, låg smälthastighet och låg temperatur. Energin som genereras är produkten av kärnfusion av väte till helium genom proton-proton (PP) kedjemekanismen. Dessa stjärnor avger relativt lite ljus.
I sin artikel föreslår LLNL-forskare och medarbetare ett nytt implosionsexperiment vid NIF för att mäta opaciteten hos tätt väte på grund av fri-fri absorption, som tros vara den dominerande absorptionsmekanismen för den miljön. För att åstadkomma detta reduceras implosionshastigheten avsevärt för att uppnå kallare plasmatemperaturer än vad som krävs för självuppehållande tröghetsinneslutningsfusionsreaktioner, och högdensitetsvätet undersöks med röntgenröntgen.
De minsta röda dvärgarna tros vara helt konvektiva. I detta fall fylls fusionsreaktionerna i kärnan permanent på nytt av väte från de yttre skikten. I kombination med de låga fusionshastigheterna på grund av de relativt låga kärntemperaturerna, tillåter konvektion möjligen att vissa röda dvärgar håller i biljoner år tills allt vätebränsle är förbrukat.
En stjärnas inre struktur har stor inverkan på aktiviteten på dess yta. Gränsen mellan en strålningskärna och ett konvektivt lager kan leda till starka magnetfält och en turbulent atmosfär, inklusive strålnings- och plasmautbrott som kan hota liv på närliggande planeter.
"Men även en liten strålningskärna kan kraftigt förändra beteendet och dess existens beror helt på effektiviteten av strålningstransport i högt komprimerad materia", säger LLNL medförfattare Tilo Doeppner. "Att förstå strålningsegenskaperna hos de komplexa plasman i en värdstjärna är avgörande när man ska bedöma möjligheten för en exoplanet att vara värd för liv - särskilt för röda dvärgar där den beboeliga zonen tros finnas relativt nära själva stjärnan på grund av den låga ytan temperatur." + Utforska vidare
