科学家解开恒星自转之谜

磁场有助于解释为什么一些恒星的自转速度比天文学家认为的要慢

Graphic shows a star's actual and predicted spin rates with the core spinning slower in the actual scenario.

Lucy Reading-Ikkanda

加入我们的科学爱好者社区!

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


关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保未来继续有关于塑造我们当今世界的发现和想法的重大报道。


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。

图片来源:Lucy Reading-Ikkanda

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。

图片来源:Lucy Reading-Ikkanda

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。

图片来源:Lucy Reading-Ikkanda

Clara Moskowitz是《大众科学》的高级编辑,她在那里负责报道天文学、太空、物理学和数学。她在《大众科学》工作了十年;此前她在Space.com工作。Moskowitz曾对火箭发射、航天飞机升空和着陆、亚轨道太空飞行训练、山顶天文台等进行现场报道。她拥有卫斯理大学天文学和物理学学士学位,以及加州大学圣克鲁兹分校科学传播研究生学位。

更多作者:Clara Moskowitz

Lucy Reading-Ikkanda是一位科学信息设计师、艺术总监和插画家,居住在纽约州贝德福德。

更多作者:Lucy Reading-Ikkanda
《大众科学》杂志 第328卷 第6期本文最初以“恒星自转之谜”为题发表在《大众科学》杂志 第328卷 第6期 (), 第88页
doi:10.1038/scientificamerican0623-88
© . All rights reserved.