天文学家可以通过观察“星震”——相当于我们星球上地震的地震性震动——来测量恒星的自转速度。然而,这些观测结果提出了一个谜题,因为许多恒星的自转速度似乎比它们应该的要慢。在一项新的研究中,研究人员模拟了磁场如何在恒星的内部层中增长,从而减缓其自转。
许多恒星的核心在某个时候会收缩,尤其是在它们生命的末期,当它们停止在核心中融合氢时。通常这种收缩会加速恒星的自转,就像花样滑冰运动员在收回手臂时会转得更快一样。将更多的质量集中在一个更小的空间内,将迫使物体加速以保持角动量。

图片来源:Lucy Reading-Ikkanda
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但是,许多恒星的实际自转速度比理论预测的要慢,尤其是在老恒星中。

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在一个新的数值模型中,研究人员发现,恒星辐射层内部微小而随机的磁场可以被等离子体的流动放大。一旦足够强大,这种磁场就会激发恒星等离子体中的湍流,而湍流反过来又增强磁场,从而促进湍流,依此类推。

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这种磁力对恒星的等离子体施加强大的扭矩,减缓其自转。“它会产生制动效果,” 法国蔚蓝海岸大学的科学家Florence Marcotte说,她是发表在Science杂志上的这项研究的合著者。

图片来源:Lucy Reading-Ikkanda;来源:“模拟辐射恒星层中通过发电机作用的自旋减速”,作者:Ludovic Petitdemange、Florence Marcotte和Christophe Gissinger,发表于Science,第379卷;2023年1月20日(参考文献)
这种机制与中子星和白矮星自转速度的观测结果相符。它也可能发生在太阳的辐射区内。

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