2024-08-04 06:03

天文学家被奇怪的恒星惊呆了:V889大力神打破了已知的恒星旋转规则

附近的一颗恒星V889 Herculis旋转最快,纬度约为40度。这种非常规的旋转轮廓挑战了现有的恒星模型。来源:Jani Närhi,赫尔辛基大学

赫尔辛基大学的研究人员发现,恒星V889大力神的旋转方式与我们的太阳不同。

太阳在赤道处旋转最快,而大力神V889在纬度a处旋转最快大约40度。这一独特的发现有助于科学家更好地理解像太阳这样的恒星如何运作的复杂性,特别是在太阳黑子和太阳爆发等表面活动方面。

在大力神座V889观测到的不寻常的恒星旋转

太阳在赤道旋转最快,在高纬度地区旋转速度减慢,在极地地区旋转速度最慢。但附近有一颗类似太阳的恒星V889大力神星,距离大力神星座约115光年,在纬度约40度的地方旋转最快,而赤道和极地的旋转速度都较慢。

类似的旋转轮廓还没有在其他任何恒星上观察到。这个结果是惊人的,因为恒星旋转被认为是一个很好理解的基本物理参数,但这样的旋转轮廓甚至在计算机模拟中也没有被预测到。

“我们将一种新开发的统计技术应用于赫尔辛基大学研究多年的一颗熟悉恒星的数据。我们没有预料到在恒星自转中会看到这样的异常现象。“大力神V889旋转剖面的异常表明,我们对恒星动力学和磁发电机的理解是不够的,”协调这项研究的研究员Mikko Tuomi解释说

等离子体球的动力学

目标恒星V889 Herculis很像一个年轻的太阳,讲述了一个关于太阳的历史和演变的故事。Tuomi强调,了解恒星天体物理学是至关重要的,例如,为了预测太阳表面的活动引起的现象,如黑子和火山爆发。

恒星是球形结构,其中物质处于等离子体状态,由带电粒子组成。它们是动态物体,在核心核反应产生的压力和自身重力之间保持平衡。与许多行星不同,它们没有固体表面。

恒星的自转并不是在所有纬度上都是恒定的——这种效应被称为微分自转。它是由热等离子体通过一种叫做对流的现象上升到恒星表面造成的,这种现象反过来又对局部旋转速率产生影响。这是因为角动量必须守恒,对流在赤道附近垂直于旋转轴,而在两极附近平行于旋转轴。

然而,许多因素如恒星质量、年龄、化学成分、自转周期、磁场等都会对其自转产生影响,从而导致其微分自转曲线的变化。

一种确定旋转的统计方法概要文件部分

天文学讲解员托马斯·哈克曼(Thomas Hackman)参与了这项研究,他解释说,太阳是唯一一颗可以研究其旋转轮廓的恒星。

“恒星的微分旋转是影响恒星磁活动的一个非常关键的因素。我们开发的方法为研究其他恒星的内部工作打开了一扇新的窗口。”

赫尔辛基大学粒子物理和天体物理学系的天文学家们通过对长基线亮度观测应用一种新的统计模型,确定了附近两颗年轻恒星的旋转轮廓。他们通过计算不同纬度的明显光斑运动的差异来模拟观测的周期性变化。光斑的运动使我们能够估计恒星的旋转轮廓。

第二颗目标恒星,长蛇座的LQ长蛇座,被发现像一个刚体一样旋转——从赤道到两极的旋转似乎没有变化,这表明差异非常小。

来自费尔伯恩天文台的观测

研究人员根据费尔伯恩天文台对目标恒星的观测得出了他们的结果。这些恒星的亮度已经用机器人望远镜监测了大约30年,这提供了对恒星长时间行为的洞察。

Tuomi感谢美国田纳西大学资深天文学家Gregory Henry的工作,他领导了Fairborne观测活动。

“多年来,格雷格的项目在理解附近恒星的行为方面非常有价值。无论动机是为了研究年轻活跃恒星的旋转和特性,还是为了了解拥有行星的恒星的本质,费尔伯恩天文台的观测结果都是至关重要的。令人惊讶的是,即使在伟大的天基天文台时代,我们也可以用40厘米的小型地面望远镜获得恒星天体物理学的基本信息。”

目标恒星V889 Herculis和LQ hydra都是大约5000万年前的恒星,在许多方面与年轻的太阳相似。它们都旋转得非常快,旋转周期只有一天半左右。因此,长基线亮度观测包含许多旋转周期。之所以选择这两颗恒星作为目标,是因为它们已经被观测了几十年,而且赫尔辛基大学也对它们进行了积极的研究。

参考文献:Mikko Tuomi, J. Jyri Lehtinen, W. Gregory Henry和Thomas Hackman撰写的“基于地面光度法的最大点统计来表征恒星的差异旋转”,2024年7月26日,天文学和天体物理学。0004 - 6361/202449861 DOI: 10.1051 /