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Concept
Zone de convection
Résumé
vignette|redresse=1.25|Structure du Soleil en coupe.
La zone de convection, ou zone convective, est une couche dans une étoile qui est thermodynamiquement instable. L'énergie est principalement ou partiellement transportée par convection des parcelles à l'intérieur de cette région, contrairement à la zone de rayonnement où l'énergie est transportée par le rayonnement émis et par la conduction thermique. Il s'agit donc d'un mouvement de masse du plasma à l'intérieur de l'étoile, qui forme habituellement un courant de convection circulaire, avec le plasma chauffé ascendant et le plasma refroidi descendant.
Le critère de Schwarzschild exprime les conditions dans lesquelles une région d'une étoile est ainsi instable. Une parcelle de gaz qui s'élève légèrement se retrouvera dans un environnement de pression plus faible que celle d'où elle provient. Son volume se dilate et sa température refroidit alors. Si la parcelle ascendante se refroidit à une température inférieure à celle de son nouvel environnement, elle a alors une densité plus élevée que le gaz environnant, et selon le principe d'Archimède elle retombera d'où il vient. Cependant, si le gradient de température est assez raide (c'est-à-dire que la température change rapidement avec la distance du centre de l'étoile), ou si le gaz a une capacité thermique très élevée (c'est-à-dire que sa température varie lentement lors de l'expansion du volume), la parcelle demeurera plus chaude et moins dense que son nouvel environnement, et sa flottabilité la fera alors continuer à s'élever.
Le gradient de température détermine si un élément d'une étoile va monter ou descendre s'il est déplacé par des fluctuations aléatoires dans l'étoile, ou si le principe d'Archimède le ramènera à sa position initiale. Le critère de Schwarzschild pour inhiber la convection est :
Où est l'accélération gravitationnelle et est la capacité thermique à pression constante.
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