Астрофізики з'ясували, що гелієві спалахи - вибухоподібний початок термоядерного горіння гелію в ядрах зірок невеликих мас - все-таки можна побачити «зовні». За даними вчених, цей процес повинен позначатися на коливаннях світила і викликати невелику змінність в яскравості, причому реєструвати її зможе, наприклад, космічний телескоп TESS, пишуть вчені в журналі.
Зірки світять за рахунок реакцій термоядерного синтезу, при яких ядра легких елементів зливаються з утворенням більш важких. Основна частина зірок отримує енергію зі злиття ядер водню, але коли він закінчується, можуть початися реакції з більш важкими ядрами.
Коли водень вигоряє в ядрах зірок з масою приблизно від 0,8 до 2 сонячних, то вони сходять з головної послідовності і переходять на гілку червоних гігантів. На цьому етапі у них утворюється пасивне гелієве ядро, навколо якого горить шар водню. Через високі тиски ядро перебуває в стані квантового виродження і опирається подальшому стисненню тиском вироджених електронів.
У міру горіння водню маса гелієвого ядра і його температура продовжує зростати. Зрештою, формуються умови для початку злиття ядер гелію, причому цей процес відбувається вибухоподібно, оскільки тиск виродженої речовини не залежить від температури. Це явище називають гелієвим спалахом, а його існування було передбачене близько півстоліття тому. Після основного спалаху, протягом декількох мільйонів років відбуваються менш інтенсивні субвспышки, які закінчуються лише після зняття виродження в усьому обсязі ядра.
Тим не менш, вважалося, що безпосереднього спостережного прояву вона не має, так як енергія спалаху поглинається вищележащими шарами, а головним наслідком залишається зміна еволюційного треку.
У роботі астрофізиків з Аргентини і Данії під керівництвом Марсело Міллера-Бертоламі (Marcelo Miller Bertolami) з Національного університету Ла-Плати стверджується, що гелієвий спалах все-таки можна спостерігати. Згідно з результатами вчених, виділення великої енергії призводить до збудження певних мод коливання зірки, які будуть проявлятися у вигляді періодичних пульсацій яскравості.
Зірки відчувають безліч пульсацій, які є предметом вивчення астросейсмології. Найбільш відомі зміни розмірів цефеїд, але невеликі коливання властиві більшості зірок. Особливо інформативно вивчення пульсацій у разі подібних Сонцю зірок, оскільки процеси в їх конвективних оболонках призводять до струсів всієї поверхні, причому з збудженням дискретного спектру мод. Зазвичай у таких світил спостерігають p-моди, в яких повертаючою силою є градієнт тисків, але також ще існують g-моди, в яких роль протидіючої сили відіграє гравітація.
Автори провели численні моделювання збуджуваних гелієвими субвспишками g-мод в маломасивних зірках - гарячих субкарликах спектральних класів sdO і sdB. У таких світилах світність гелієвих субспишок може досягати 10 тисяч сонячних, а маса вищележуючих шарів, які гасять виникаючі коливання - набагато менше.
Астрофізики дійшли висновку, що такі різкі виділення енергії в ядрі можуть призвести до помітних коливань з періодами від сотень до десятків тисяч секунд. Вони, в свою чергу, викличуть зміни загальної світності на рівні від 0,001 до 0,01 зоряної величини. Такі коливання повинні впевнено фіксуватися для яскравих субкарликів зоряної величини не більше 13, а таких відомо більше сотні. Більш того, в разі чотирьох багатих гелієм гарячих субкарликів пульсації вже вимірені, але їх природа залишається предметом дебатів. Модель авторів здатна передбачити період спостережених у них пульсацій. Найбільш підходящим об'єктом вчені назвали зірку Feige 46, яка вже була обрана як мета спостережень супутника TESS. Підтвердженням ідеї авторів має стати виявлення помітного дрейфу періоду пульсацій, тобто зміни його значення зі швидкістю близько 10-8 - 10-4 секунд на секунду.
Раніше особливості протікання гелієвого спалаху використовували для уточнення швидкості розширення Всесвіту, коливання зірки допомогли виявити планету на її орбіті, а методами астросейсмології вчені планують розгадати причину швидкого обертання Бетельгейзе.