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太阳的内部首次公开,结构和洋葱相似,人类离恒星的秘密更近了

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众所周知,太阳是我们研究星体的一个很重要的对象,毕竟世间万物都因太阳光的照耀才得以生机勃勃。其实一般人肉眼看太阳,只能看到太阳的外表,大家有没有好奇过太阳的内部呢?

太阳的内部结构是分层的,用洋葱来比喻最形象不过了。那么太阳又是怎样进行分层的呢?首先,在那些温度与太阳相似的恒星中,核心紧随其后的外层是辐射区,通过辐射区,来自恒星内部的热量被引向外部。当恒星等离子体变得更冷的时候,热量传输由等离子体流主导。

也就是说,热的等离子体从内部上升到表面,然后经过冷却后,再次下沉,这整个过程就叫做对流。同时,还有另外一个过程,就是恒星纬度的恒星年自转引入了剪切运动。这两个过程一起发生扭曲和旋转磁力线,并在尚未完全了解的发电机过程中,产生了恒星复杂磁场。

以上是德国马克斯·普朗克太阳系研究所的Jyri Lehtinen博士在《自然天文学》期刊上发表的新研究。但比较令人遗憾的是,我们目前的研究技术还不能直接观察太阳和其它恒星发生的这些过程,而是不得不采用一些更间接的方式。

在目前的研究中,研究人员一方面比较了不同恒星的活动水平,另一方面还比较了不同恒星之间的旋转和对流特性。这样的研究目的也有利于确定哪些属性对活性的影响较大,还有助于理解恒星内部“发电机”过程的细节。

其实,人们过去已经提出了几种恒星发电机的模型,而且有两种主要的方式盛行,其中一种是强调旋转,只假定对流的细微影响;另一种更多是主要取决于湍流对流。在后者这种对流中,炽热的恒星等离子体并不会以大规模、平稳的运动上升到地表,反而是小规模的强劲流动占据主导地位。

为了找到这两种范式中的一种或另外一种更正确的证据,研究人员第一次观察了224颗截然不同的恒星。研究样板包括了主序恒星和年龄更大、演化成都更高的巨型恒星,在研究过程中,研究人员还分析了威尔逊山天文台获得的数据集。这个数据集,记录了几年时间里恒星在恒星等离子体中发现的钙离子典型波长下的辐射。

就好比太阳一样,恒星是会被极高磁场强度的区域斑驳,就是所谓的活动区,而这些斑驳通常与恒星可见表面上的暗点有关,也就是太阳黑子。研究小组的负责人——芬兰阿尔托大学的Maarit Kpyl教授曾说过:当恒星自转时,这些区域会进入视线,然后离开,从而导致了发射亮度周期性的上升和下降。

经过天文学家的分析表明,恒星的活动水平并不像其它基于更小、更均匀的样本,也不像研究所表明的那样,它们只取决于恒星的自转。相信经过更进一步的研究,科学家们还会有所新发现,让我们拭目以待吧!

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