Кастрюля с кипящей кашей на сильном огне: пузыри выносят крупинки со дна на поверхность. Похожий механизм работает и на нейтронной звезде. Накапливая водород и гелий от соседней звезды, она время от времени устраивает мощный ядерный взрыв — рентгеновскую вспышку. В новой работе астрофизики смоделировали, как во время такой вспышки излучение срывает верхние слои и уносит в космос только что синтезированные элементы.

Телескоп NICER на борту МКС заметил в спектрах этих вспышек линии поглощения, которые говорят о присутствии элементов вроде кремния, серы и даже железа. Авторы проверили идею, что это «пепел» от термоядерного горения, выброшенный наружу мощным ветром. С помощью кода звёздной эволюции MESA они просчитали десятки сценариев, меняя глубину, на которой загорается топливо, и то, как перемешиваются слои.

Оказалось, что ветер действительно может подхватить ядра от углерода до железа. Но результат сильно зависит от того, как мы описываем конвекцию — бурное перемешивание раскалённой плазмы. Если конвекция проникает глубоко, она выносит на поверхность больше тяжёлых элементов. Если же ограничить её специальными «границами», ветер останется почти чистым гелием. Этот механизм работает как окно в недра нейтронной звезды: по составу выброшенного вещества можно судить о том, что творится на глубине в сотни метров под ослепительной поверхностью. Так ядерный «пепел», выброшенный в космос, рассказывает о бурных процессах, скрытых от прямых наблюдений.