天文学家在星星神秘的内部区域探测磁场

天文学家探测星的内部区域

具有强大内部磁场的红巨星的艺术表示(不是缩放)。当存在强磁场时,通过恒星传播的波被捕获在恒星芯内,从而产生减少观察到的恒星脉动的幅度的“磁温室效应”。信贷:Rafael A.García(SAP CEA),Kyle Augustson(Hao),Jim Fuller(Caltech)&GabrielPérez(SMM,IAC),照片来自AIA / SDO

来自加州理工学院的天文学家首次探测了恒星内部区域的磁场,发现它们是强磁化的。

使用一种称为Asterseysmology的技术,科学家能够计算数十个红色巨人的融合动力心中的磁场优势,是我们太阳的发展版本的星星。

“以同样的方式,医学超声使用声波以图像为人体的内部来图像,波特索术学用湍流产生的声波探测其内在特性,”Caltech Proddoctoral研究员Jim Fuller表示,他联合领导新研究详细说明了研究。

调查结果,发表在10月23日的《科学》杂志上,将帮助天文学家更好地了解星星的生死。磁场可能确定恒星的内部旋转速率;这些利率对星星如何发展的巨大影响。

到目前为止,天文学家只能在其表面上研究磁场的磁场,并且必须使用超级计算机模型来模拟核心融合过程附近的磁场。“我们仍然不知道自己太阳的中心看起来像什么,”富勒说。

红巨人从所谓的主要序列星星(如我们的阳光)有一个不同的身体化妆,例如我们的阳光,使他们成为Asteroseismology的理想(1962年在Caltech出生的领域,当时的后期物理学家和天文学家Robert Leighton发现太阳震荡在威尔逊山上使用太阳望远镜)。红巨星的核心比年轻星星更密集。结果,声波不会反射核心,因为他们在像我们的太阳这样的星星中。相反,声波被转换为另一类波,称为重力波。

“事实证明,我们在红巨星中看到的引力波确实一路传播到这些恒星的中心,”该研究的联合作者Matteo Cantiello说,他是加州大学圣巴巴拉分校Kavli理论物理研究所(KITP)的恒星天体物理学专家。

从声波到重力波的转换对微小的形状变化或振荡具有重大影响,红色巨头经历。“取决于它们的尺寸和内部结构,恒星以不同的模式振荡,”富勒说。在一种形式的振荡图案中,称为偶极模式,恒星的一个半球变得更加明亮,而另一个变为调光器。天文学家通过测量其光随时间随着时间的变化而在恒星中观察到这些振荡。

当恒星的核心存在强磁场时,磁场会干扰引力波的传播,导致一些引力波失去能量并被困在核心内。富勒和他的合著者创造了“磁性温室效应”这个术语来描述这种现象,因为它的工作原理类似于地球上的温室效应,大气层中的温室气体帮助捕获来自太阳的热量。红巨星内部的引力波的捕获导致恒星振荡的一些能量丢失,结果是一个比预期的小的偶极模式。

在2013年,美国国家航空航天局开普勒太空望远镜能够以令人难以置信的高精确度测量恒星亮度变化,在几颗红巨星中检测到偶极模阻尼。悉尼大学(University of Sydney)的天文学家丹尼斯·斯泰罗(Dennis Stello)让富勒和卡蒂奈洛注意到了开普勒的数据。科学家们与KITP主任Lars Bildsten和法国替代能源与原子能委员会的Rafael Garcia合作,证明了磁温室效应是红巨星中偶极模阻尼最可能的解释。他们的计算显示,红巨星的内部磁场比地球磁场强1000万倍。

“这很令人兴奋,因为内部磁场对星星的演变和终极命运发挥着重要作用,”Chartech的天文学理论天文学生斯特尔·菲尼斯教授说,他们没有参与该研究。

更好地了解恒星的内部磁场也有助于解决一些关于某些中子恒星和白矮星表面上的强大磁场起源的辩论,两类恒星尸体时形成恒星死亡。

菲尼说:“他们在红巨星核中发现的磁场与强磁化白矮星的磁场相当。”“事实上,只有一些红巨星表现出了偶极抑制,这表明了强大的核心磁场,这可能与为什么只有一些恒星死后留下了强磁场的残余有关。”

研究小组用来探测红巨星的星震学技术可能无法用于我们的太阳。“然而,”富勒说,“恒星振荡是我们对恒星内部的最佳探测,因此可能会有更多的惊喜。”

这篇论文的题目是“星震学可以揭示红巨星内部强大的磁场”。除了Fuller、Cantiello、Garcia和Bildsten之外,另一位合著者是来自悉尼大学的Dennis Stello。Jim Fuller获得了美国国家科学基金会和加州理工学院Lee a . DuBridge博士后奖学金的支持。

这项工作是在网上合作完成的。已发表论文的开放科学版本可以在authorrea上找到,包括一个外行人的摘要。

出版: Jim Fuller, et al.,“星震学可以揭示红巨星中强大的内部磁场”,《科学》2015年10月23日第350卷。6259页。423 - 426;DOI: 10.1126 / science.aac6933

第一个发表评论关于“天文学家探测神秘恒星内部区域的磁场”

留下你的评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。