■今日視點

　　迄今為止，盡管恒星表面的磁場可被人們觀察到，但其內(nèi)部的那些磁場仍然是科學(xué)家無法企及的，所以，在天文學(xué)上恒星內(nèi)部磁場的研究之難是出了名的！

　　10月23日，一個國際聯(lián)合研究團(tuán)隊在《科學(xué)》雜志上刊登論文稱，首次探測到發(fā)展至紅巨星階段的恒星內(nèi)部神秘磁域的“衰減”活動，并發(fā)現(xiàn)它們是強磁化的，這將有助于天文學(xué)家更好地了解恒星生命歷程的演變。

　　星震學(xué)研究恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，該論文的題目為“星震學(xué)可以揭示紅巨星強大的內(nèi)部磁場”。星震學(xué)技術(shù)可用于觀測恒星振蕩特性并結(jié)合理論分析來研究恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在科學(xué)家使用該技術(shù)能夠計算出幾十個紅巨星中心的磁場強度。

　　加州理工學(xué)院博士后研究員吉姆·富勒指出：“與醫(yī)學(xué)超聲的原理——利用聲波產(chǎn)生人體內(nèi)部的圖像一樣，星震學(xué)技術(shù)通過恒星表面湍流產(chǎn)生的聲波，來探測其內(nèi)在的特性?！贝艌龊苡锌赡軟Q定恒星內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)速度，此速度對恒星演化的影響巨大，因此對磁場的研究將有助了解恒星的演變。

　　此前，天文學(xué)家僅能研究恒星表面磁場，并使用超級計算機模型模擬其核心附近核聚變過程發(fā)生的區(qū)域。富勒說：“不過我們?nèi)匀徊恢廊祟愃谔栂档奶栔行氖鞘裁礃幼??！?/p>

　　紅巨星內(nèi)部捕獲波的轉(zhuǎn)換

　　當(dāng)一顆恒星度過它漫長的青壯年期——主序星階段，步入老年期時，它將變?yōu)橐活w紅巨星。紅巨星與所謂的主序恒星，如我們的太陽，有著不同的物理組成，很適合星震學(xué)的研究。紅巨星的核心比年輕恒星的密度要大得多，聲波能被轉(zhuǎn)換成另一類的波——重力波。

　　該論文共同作者、加州大學(xué)圣芭芭拉分校理論物理研究所恒星天體物理學(xué)專家馬泰奧·坎蒂說：“研究結(jié)果表明，我們在紅巨星里看到的重力波，一直會傳播到這些恒星的中心?！?/p>

　　富勒表示，從聲波到重力波的這種轉(zhuǎn)換，是紅巨星經(jīng)歷的微小形狀變化或振蕩的結(jié)果。根據(jù)它們的大小和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，恒星以不同的模式振蕩。在一種稱為偶極子模態(tài)的振蕩形式里，恒星的一個半球會變得更亮而其他部分會變得更黯淡。天文學(xué)家通過測量其隨時間變化的光，可以觀察恒星的振蕩。

　　當(dāng)強磁場出現(xiàn)在恒星的核心，該領(lǐng)域可以破壞重力波的傳播，導(dǎo)致一些波失去能量，并被困在核心。富勒及其合作者創(chuàng)造出一個新名詞——“磁溫室效應(yīng)”來形容這一現(xiàn)象，因為其運作類似于地球的溫室效應(yīng)。紅巨星內(nèi)部捕獲的引力波導(dǎo)致了一些恒星振蕩的能量損失，而其結(jié)果要比偶極子模態(tài)預(yù)期小。

　　2013年，美國國家航空航天局用開普勒太空望遠(yuǎn)鏡來測量恒星的亮度變化，在幾個紅巨星里探測到偶極子模態(tài)的衰減。澳大利亞悉尼大學(xué)天文學(xué)家丹尼斯·斯特洛把開普勒的數(shù)據(jù)分享給正在關(guān)注此方面研究的富勒和坎蒂·耶洛。一起合作的理論物理研究所主任拉爾斯·比爾德斯藤與法國替代能源和原子能委員會拉斐爾共同研究稱，磁溫室效應(yīng)是在紅巨星里對偶極子模態(tài)衰減最可能的解釋。計算結(jié)果顯示，紅巨星的內(nèi)部磁場強度要比地球磁場強1000萬倍。

　　恒星內(nèi)有磁域令人興奮

　　未參加這項研究的加州理工學(xué)院理論天體物理學(xué)教授菲尼教授評價說：“這是令人興奮的發(fā)現(xiàn)，因為恒星內(nèi)部的磁域?qū)τ谄渥罱K命運的演變起著重要作用?！?/p>

　　對恒星內(nèi)部磁場的進(jìn)一步了解，也有助于解決有關(guān)某些中子星和白矮星表面強磁場起源問題的爭論。中子星是恒星退化而成的一種天體，而白矮星則是恒星的一種晚期形態(tài)。

　　菲尼說：“在紅巨星核內(nèi)發(fā)現(xiàn)的磁域可與白矮星的強磁場相媲美?！?/p>

　　星震學(xué)技術(shù)還沒有用于研究我們的太陽。富勒說：“恒星振蕩是我們探測恒星內(nèi)部的最佳利器，因此未來將會有更多意想不到的現(xiàn)象被揭示?！?/p>