老年恒星的化石磁场

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-01-29 16:19:07 | 作者:Melipal | 来源:Sky & Telescope | 浏览:1082次 ]

原文标题:Old Stars’ Fossil Fields

作者:Camille M. Carlisle

原文来自:SkyandTelescope.com

Posted: 2016. 1. 21

编译:Melipal  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)

天文学家证实,强磁场冻结在了老年恒星内部的深处。

恒星经由对流过程形成了磁场。对流是高温电离气体(或沸水)打旋的费里斯(Ferris)转轮式运动。对流发生的区域取决于星体质量:包括太阳在内的小质量恒星在非对流的核心区域之外包裹着一层对了包层,不过质量更大的恒星(最大相当于太阳2倍)确实拥有对流核心。

最近,来自加州理工学院的吉姆·富勒(Jim Fuller)与同事发现,强烈的核心磁场可以用于解释某个红巨星样本古怪的微弱明暗交替行为。这些恒星的质量属于中低等,核心区域已经停止了氢元素的核聚变,因此并不具备对流核心。它们通常有着不匹配的光变,其中一个半球增亮,而另一个半球减暗。小组研究的样本的奇特之处是,它们的光变幅度并没有应有的那样大。

现在,来自悉尼大学与丹麦亚胡斯(Aarhus)大学的丹尼斯·斯特罗(Dennis Stello)、富勒以及他们的小组将这项工作扩展到了3600颗红巨星上,它们都是由开普勒望远镜观测到的。天文学家发现,这里一些红巨星也存在“被抑制”的光变,不过它们被抑制的幅度取决于恒星的质量。小组在佛罗里达州基西米市(Kissimmee)召开的美国天文学会会议以及1月21日的《自然》杂志上报告称,对于质量略大于太阳以及更小的恒星来说,它们看上去都很正常。不过对于样本中的大块头(质量介于太阳的1.6到2倍之间)来说,大约有一半“被抑制”了。

当接近生命的尾声之时,太阳这样的恒星会膨胀开来,变成红巨星,因此虽然它们的质量实际上没有发生变化,体积却要大得多。太阳质量的红巨星(“年老”的太阳)在内部并没有表现出强磁场,不过对于质量略大的恒星来说,多至60%的星体拥有强磁场。(图片提供:University of Sydney)

“正常”与“被抑制”的红巨星之间的质量界限正对应非对流核心与对流核心之间的过渡点。因此这个结果漂亮地证明,天文学家可以使用这些光变模式来跟踪恒星内部磁场的强度。这一前景鼓舞了研究者,原因是在恒星的演化与死亡的过程中,磁场发挥了重要的作用,但是天文学家并不清楚其中的细节。

然而就好像我之前指出的那样,红巨星并不具备对流核心。不过在中心区域的氢元素聚变熔炉关闭之前,它们曾经拥有过。因此抑制光变的磁场是化石场。富勒说,磁场就好像是琴弦一样,它们会经由搅动的对流等离子体扭曲纠缠到一起。当沸腾的运动消失之后,磁场实际上就冻结了。只要不出现扰动磁场的大规模整体运动,它们就会保持下去。

小组并不清楚的是,当恒星开始氦元素的聚变之后(这是衰老过程的下一阶段),这些化石磁场是否会保持下去。如果磁场幸存了下来,它们可能就是在某些白矮星(也就是这些红巨星接近的最终阶段)中探测到的强磁化的源头。这样的磁场可能还能解释“额外的内部混合”,看上去在某些红巨星以及年龄更老的同类中发生着这一过程。

参考文献:
丹尼斯·斯特罗等人,《中等质量恒星核心区域发电机机制生成的磁场普遍存在》,《自然》,2016年1月21日。
观看AAS发布会:点击第227次会议列表中的《星团、红巨星核心、孪生船底η以及产星星系中的生命》

(全文完)

Tags:磁场 红巨星

责任编辑:Melipal

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