研究表明像太阳一样的恒星旋转不同

时间：2021-08-04 17:52:04 来源：

太阳般的恒星以不同的速度旋转，赤道的旋转速度比高纬度的旋转速度快。p中的绿色箭头表示恒星对流区的旋转速度。从星星的振荡运动可以推断出差速旋转，在图片的右侧被视为橙色/蓝色阴影。差速旋转被认为是产生磁活动和星点的必不可少的成分。© MPS / MarkGarlick.com

像我们的太阳一样，遥远的恒星是旋转的热气球体。但是，恒星不会像实心球那样旋转：不同纬度的区域以不同的速率旋转。来自纽约大学和德国马克斯·普朗克太阳系研究所（MPS）的一组研究人员现已测量了太阳样恒星样本的自转模式。他们确定了13颗恒星，其旋转方式与我们的太阳类似：它们的赤道比中纬度旋转得快。但是，这种旋转方式比太阳更明显：发现恒星的赤道自转的速度是中纬度的两倍。旋转速度的差异比理论上的建议要大得多。

除了它们的亮度和颜色外，我们对遥远的星星有什么了解？我们的太阳是典型的恒星吗？还是显示某些使它与众不同或什至独特的属性？尚未完全了解的一种特性是旋转。太阳在其外层具有自转模式，科学家将其称为“纬向微分自转”。这意味着不同的纬度以不同的速度旋转。在太阳赤道旋转一圈大约需要25天，而较高的纬度旋转得更慢。在太阳两极附近，旋转一整圈大约需要31天。

科学家在他们的新工作中研究了质量方面类似于太阳的40个恒星的自转。在这些恒星中，可以可靠地测量出差旋转的13颗恒星都表现出类似于太阳的差旋转：赤道的旋转速度比纬度更高。但是，在某些情况下，赤道和中纬度之间的旋转速度差异要比太阳高得多。

传统上，恒星旋转是通过跟踪光度学曲线中不同纬度的星点来确定的。但是，此方法是有限的，因为我们不知道星点的纬度。MPS主任Laurent Gizon说：“利用NASA开普勒任务的观测结果，我们现在可以利用星震学方法探测恒星内部，并确定其在不同纬度和深度的自转轮廓。”

恒星距离太远，无法在天文图像中解析。它们是点状的。但是，科学家可以使用恒星振荡间接获取有关恒星内部的空间信息。恒星经历整体声波振荡，这些振荡由其外层的对流运动激发。不同的振荡模式探测恒星中的不同区域。因此，振荡频率告知我们有关不同区域的信息。在这项研究中，科学家使用恒星振荡来测量外部对流区不同纬度的旋转。Gizon说：“沿旋转方向传播的振荡模式比沿相反方向传播的模式移动得快，因此它们的频率略有不同”。

吉宗说：“我们最好的测量结果都显示出恒星像太阳一样旋转。”这项研究最令人惊讶的方面是，某些恒星的纬度微分自转可能比太阳强得多。科学家没有想到数值模型无法预测的如此之大的值。

这项工作很重要，因为它表明，星震学具有极大的潜力来帮助我们了解恒星的内部工作原理。Gizon说：“有关恒星差速旋转的信息是理解驱动磁活动的过程的关键。”将有关内部自转和活动的信息与模型结合在一起，很可能会揭示出恒星中磁活动的根本原因。但是，必须研究更多类似太阳的恒星才能做到这一点。2026年，欧洲航天局将启动PLATO任务（系外行星飞行任务，例如Kepler），以精确的星震学来表征成千上万颗类似于太阳的明亮恒星。大量的统计数据将是研究恒星物理及其演化的关键。

出版物：O. Benomar等人，“对13个类似太阳的恒星的纬向差异旋转进行星震检测”，《科学》，2018年9月21日：卷361，Issue 6408，pp.1231-1234 DOI：10.1126 / science.aao6571

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