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恒星与太阳物理学

恒星与太阳物理学

开普勒发现恒星振动

08 Apr 2011
恒星振动

一个使用开普勒太空望远镜的国际团队在500颗类似太阳的恒星的大气中发现了振荡,这使先前研究的这类物体的数量增加了20倍。大量的恒星数据为检验我们对恒星如何演化的理解提供了一种新方法,甚至可以帮助寻找第二个地球。

科学家早就知道太阳的大气会振荡。地震学家使用地震来模拟地球内部的方式相同,而地震学家则使用在太阳上观察到的振动来更深地探测我们的恒星。在新兴的星震学领域,还研究了大约25个其他恒星的振荡。现在,由于有了开普勒太空望远镜,英国伯明翰大学的比尔·卓别林领导的一个团队大大提高了这一数字。

开普勒(Kepler)由美国国家航空航天局(NASA)于2009年发射,以其搜寻星球的努力而闻名。该任务已经确定了1000多种系外行星。这些是围绕太阳运行的恒星运行的行星。为了确定系外行星的密度,天文学家必须知道其外星的质量和半径。这两个参数可以通过星震学确定,开普勒在设计时就牢记这一点。

连续注视

“开普勒连续注视着相同的恒星,’劈成天空的不同部分,” Chaplin told physicsworld.com. “与以前已知的极少数相比,这使我们能够找到500个恒星的微小振荡。现在,我们可以很好地涵盖类似太阳的恒星的不同风味及其不同的演化阶段,” he adds.

对于我们自己的太阳,最简单的振荡大约发生五分钟,并有效地导致太阳“breathe”进进出出。但是,这种膨胀和收缩仅在140万公里的太阳上长达数十米’直径,这就是为什么在其他恒星中发现相同现象证明如此困难的原因。“这些确实是很小的影响。他们很难衡量。我们’我不得不等待像开普勒这样的复杂卫星才能做到,” Chaplin explains.

开普勒观测到的振荡与我们太阳上的振荡具有可比的周期,范围从三分钟到25分钟不等。周期和频率的这些差异提供了有关恒星各个属性的重要信息。例如,谈到半径,星星越小,其歌曲的音调越高。“它类似于乐器。短笛小号比大号的小号音高。星星也是如此:它们像乐器一样产生共鸣,因为它们的声音被困在里面,” says Chaplin.

型号不足

如此大的恒星集合可以对其特性进行统计分析,包括质量,年龄以及半径。说到质量,恒星的变化’密度改变了声波穿过恒星的方式,这在观察到的振荡中留下了清晰的指纹。卓别林使用这项技术能够测量开普勒星的质量,并将其质量分布与理论模型预测的质量分布进行比较。事实证明这些模型很短。“我们发现,低质量恒星比理论预测的要多,它们的质量约为一个太阳质量,” Chaplin explains.

这些结果激发了中央兰开夏大学的地震学研究员唐·库兹(Don Kurtz)的兴趣,他并未参与这项工作。“For decades we’一直在寻找这样的恒星,现在我们有500个,” Kurtz told physicsworld.com. “这是开普勒(Kepler)地震工作的重大成果之一,” he adds.

库尔茨还认为,这可能是找到像地球这样的星球的重要踏脚石。“像地球一样的行星必须位于‘habitable zone’ where water can be liquid. To pin down the 宜居地带 for each individual star you need to know its properties accurately, something Kepler’的地震学工作正在帮助” he says.

根据卓别林的说法,这项工作将继续进行。“当我们添加到数据中时,我们将不仅能够更精确地测量质量和半径,而且’能够进行相当于CT扫描的操作,并剥离表面层,并更详细地观察这些恒星内部发生的情况,” he explains.

该研究概述于 科学.

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