太陽的內部首次公開,結構和洋蔥相似,人類離恆星的秘密更近了

宇宙行者 發佈 2020-05-09T00:58:16+00:00

審核-小文眾所周知,太陽是我們研究星體的一個很重要的對象,畢竟世間萬物都因太陽光的照耀才得以生機勃勃。其實一般人肉眼看太陽,只能看到太陽的外表,大家有沒有好奇過太陽的內部呢?太陽的內部結構是分層的,用洋蔥來比喻最形象不過了。那麼太陽又是怎樣進行分層的呢?

審核-小文

眾所周知,太陽是我們研究星體的一個很重要的對象,畢竟世間萬物都因太陽光的照耀才得以生機勃勃。其實一般人肉眼看太陽,只能看到太陽的外表,大家有沒有好奇過太陽的內部呢?

太陽的內部結構是分層的,用洋蔥來比喻最形象不過了。那麼太陽又是怎樣進行分層的呢?首先,在那些溫度與太陽相似的恆星中,核心緊隨其後的外層是輻射區,通過輻射區,來自恆星內部的熱量被引向外部。當恆星等離子體變得更冷的時候,熱量傳輸由等離子體流主導。

也就是說,熱的等離子體從內部上升到表面,然後經過冷卻後,再次下沉,這整個過程就叫做對流。同時,還有另外一個過程,就是恆星緯度的恆星年自轉引入了剪切運動。這兩個過程一起發生扭曲和旋轉磁力線,並在尚未完全了解的發電機過程中,產生了恆星複雜磁場。

以上是德國馬克斯·普朗克太陽系研究所的Jyri Lehtinen博士在《自然天文學》期刊上發表的新研究。但比較令人遺憾的是,我們目前的研究技術還不能直接觀察太陽和其它恆星發生的這些過程,而是不得不採用一些更間接的方式。

在目前的研究中,研究人員一方面比較了不同恆星的活動水平,另一方面還比較了不同恆星之間的旋轉和對流特性。這樣的研究目的也有利於確定哪些屬性對活性的影響較大,還有助於理解恆星內部「發電機」過程的細節。

其實,人們過去已經提出了幾種恆星發電機的模型,而且有兩種主要的方式盛行,其中一種是強調旋轉,只假定對流的細微影響;另一種更多是主要取決於湍流對流。在後者這種對流中,熾熱的恆星等離子體並不會以大規模、平穩的運動上升到地表,反而是小規模的強勁流動占據主導地位。

為了找到這兩種範式中的一種或另外一種更正確的證據,研究人員第一次觀察了224顆截然不同的恆星。研究樣板包括了主序恆星和年齡更大、演化成都更高的巨型恆星,在研究過程中,研究人員還分析了威爾遜山天文台獲得的數據集。這個數據集,記錄了幾年時間裡恆星在恆星等離子體中發現的鈣離子典型波長下的輻射。

就好比太陽一樣,恆星是會被極高磁場強度的區域斑駁,就是所謂的活動區,而這些斑駁通常與恆星可見表面上的暗點有關,也就是太陽黑子。研究小組的負責人——芬蘭阿爾託大學的Maarit Kpyl教授曾說過:當恆星自轉時,這些區域會進入視線,然後離開,從而導致了發射亮度周期性的上升和下降。

經過天文學家的分析表明,恆星的活動水平並不像其它基於更小、更均勻的樣本,也不像研究所表明的那樣,它們只取決於恆星的自轉。相信經過更進一步的研究,科學家們還會有所新發現,讓我們拭目以待吧!

關鍵字: