Consideremos uma camada em que a condição de estabilidade
287-212 aC)]. Similarmente, um
elemento que se desloque para baixo será mais pesado do
que o meio circundante, e continuará a se mover para baixo.
Portanto, à menor perturbação, iniciam-se movimentos
convectivos em uma camada instável. Que consequências
térmicas resultarão destes movimentos? Um elemento
que se move para cima terá, como vimos, uma densidade
menor do que a do meio. Como sua pressão interna foi
ajustada pela expansão para igualar-se com a do meio,
sua temperatura precisa ser maior do que a do meio,
de acordo com a equação de estado (1.25);
o elemento carrega um excesso de energia térmica
para cima. Similarmente, um elemento em movimento
descendente, com uma densidade maior e portanto uma
temperatura menor, carrega uma deficiência de energia
térmica para baixo. Os dois elementos, ascendente e
descendente, contribuem para o transporte de energia convectivo
para cima.
Este fluxo de energia adicional tem o seguinte efeito na estrutura de uma camada instável. Assumamos pelo momento que a camada estava em equilíbrio radiativo precário, com o fluxo radiativo carregando a energia produzida pelos processos nucleares. Agora, devido à instabilidade, movimentos convectivos iniciam-se na camada. O fluxo convectivo transportará energia térmica das camadas mais baixas para as mais altas: a temperatura das camadas mais baixas, maior, decrescerá, enquanto a temperatura das camadas mais altas, menor, aumentará. Desta forma, o gradiente de temperatura diminui por causa da convecção. A redução no gradiente levará a uma imediata redução no fluxo de radiação, de acordo com a equação de equilíbrio radiativo (1.51). A redução no gradiente também diminuirá o fluxo convectivo, pois uma redução no excesso do gradiente verdadeiro sobre o gradiente adiabático causa uma redução no excessos e deficiências de temperatura dos elementos em movimento, portanto reduzindo o transporte de energia convectivo. A redução no gradiente de temperatura por convecção continuará até que o fluxo radiativo, adicionado ao fluxo convectivo, alcance o valor que satisfaça exatamente a condição de equilíbrio térmico (1.26). Neste estágio, radiação e convecção produzem um fluxo de energia que carrega para fora exatamente a quantidade de energia produzida pelas reações nucleares, e não haverá mais mudança de temperaturas, em qualquer camada. Desta forma, a instabilidade do equilíbrio radiativo leva a uma outra condição de equilíbrio, o equilíbrio convectivo, em que movimentos convectivos ocorrem pelas camadas.
