恒星脉动——让我们倾听来自恒星内部的音乐

恒星脉动——让我们倾听来自恒星内部的音乐

首页角色扮演恒星震动更新时间:2024-04-26

本文为“非正常人类工作室”原创。如转载,请注明转载自“非正常人类工作室”。

我们对恒星的了解几乎完全基于对恒星发出的光的研究。但是,到达我们的光线来自恒星的表层,非常遗憾,我们看不到恒星的内部。但是,有一种我们可以用来观察恒星内部的工具,那就是星震学。悉尼大学教授蒂姆·贝丁等人在《自然》上发表文章,称一个神秘的斯库奇恒星子群表现出了规则的脉动,使得利用星震学探测这些恒星成为可能。

在恒星内部,重力和气压相互竞争。如果两者处于平衡状态,则恒星处于平衡状态;但是如果一个比另一个大,恒星则表现为收缩或膨胀。于是,恒星——这些炙热气体组成的天体就表现出特征性的周期性振荡,这就是恒星的脉动。这种振荡被称为本征模,是一种驻波,就像负责乐器(例如小提琴和双簧管)声音的驻波一样。

恒星震动的简单模式

星形地震学就是研究这些恒星脉动的。研究的原理与我们熟知的地震学类似。在地震学中,我们的地球内部结构是根据地震推断出来的。每颗恒星可以具有不同的本征模,并且通常具有非常多的本征模,具体取决于其内部结构。具有不同周期或频率的振荡对恒星内部不同区域的物理条件敏感。根据观察结果确定的本征模越多,我们的内部结构图将越详细。

振荡在恒星表面上产生更亮和更暗的区域(对应于更高和更低的压力和温度)。但是,除了太阳和其他一些特殊情况外,我们无法解析恒星的表面,只能测量它们的总亮度。而且,恒星表面亮度的复杂分布和变化,使得总亮度的时间变化同样复杂,我们收获甚微。

但星震学可以帮助我们了解恒星的内部世界。

首先,我们确定亮度的变化频率,从而画出光曲线以明确恒星表面亮度分布。接下来,我们必须弄清楚这些频率如何对应于理论模型所期望的本征模。这个过程被称为模识别。第三步,如果模识别成功,我们就可以通过确定关键的物理参数(比如恒星质量和年龄)来开始我们平常所论的地震学研究了。通过地震学的研究,我们可以获得总地震反演,这意味着我们得以详细确定了恒星内部压力、温度,以及化学成分的分层等等来自恒星内部的信息。

为了获取有价值的星震学数据,研究人员数十年来付出了巨大的努力。开始,我们用地面望远镜进行广泛的观测,但受到探测器自身变化和天气状况等诸多影响,数据失真较大。后来,我们的探测器进入太空后,星震学探测才实现了一定的突破。

斯库奇恒星是一类恒星。这类恒星的质量比太阳恒星略大,但其内部结构却大不相同。人们知道它们具有复杂的低振幅光曲线,被有些科学家认为是理想的星震学目标。

贝丁等人确定了一个斯库奇恒星的特殊子群。该子群以比大多数此类恒星更高的频率脉动。而且,这个特殊子群的恒星比其他斯库奇恒星旋转得更慢。科学家估计,低旋转速度的恒星的频谱比高速旋转的恒星的频谱简单一些,我们可以更轻松地识别其常规频率结构,进而倾听到来自恒星内部的音乐。

更让人高兴的是,这些恒星可以被用作示踪剂,以估计我们银河系中开放星团或年轻恒星的年龄。这样,我们可能会更多地了解银河系的演变。

查看全文
大家还看了
也许喜欢
更多游戏

Copyright © 2024 妖气游戏网 www.17u1u.com All Rights Reserved