星震学:研究天上的“地震”, 了解恒星的“内心”

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  太阳形态与震动示意图。左侧列出太阳分层形态,右侧指出太阳表层 的压力模式和内核的重力模式震动。

  图片来源:欧洲南方天文台

  开普勒卫星通过观测行星在恒星前方穿过的哪几种的现象寻找系外行星,并共同收获了血块星震学数据。

  天文词典

  说起星震学意味着着恒星震动,本来人意味着着会感觉到陌生。即使在天文学专业中,星震学也并都是 一个多多很流行的方向。亲戚亲戚朋友儿儿不妨从“地震”始于英文讲起。目前,地理学家对地球结构形态知之甚少,毕竟以当前科技,人类还必须钻入地球深处去直接研究地球结构。以后 ,地震五种我就闻风丧胆的家伙,却才能让科学家一窥地球结构的秘密。地震会产生地震波,这是五种在地球结构震荡和传播的波。哪几种地震波穿过不同物质都是有不同的表现。比如说,地震波在不同层厚有着不同的传播传输传输速率,而横波无法在氢气中传播。由此,亲戚亲戚朋友儿绘制出了地球结构的大体轮廓,即地壳—地幔—地核的分层形态。

  星星上有“地震”,太阳本来 例外

  天文学家研究恒星时也遇到了地理学家同样的哪几种的现象。英国著名天文学家爱丁顿于1926年出版的《恒星结构形态》中就提出了著名的哪几种的现象,大意为:“亲戚亲戚朋友儿儿望远镜的视线能穿过数十亿光年的空间,但无法穿透恒星炽热的表层 ,亲戚亲戚朋友儿儿咋样才能知道恒星结构形态呢?”现在亲戚亲戚朋友儿儿有了答案:天文学家完会 通过观测在恒星结构传播的震动波,并结合基本物理知识,来推算恒星结构环境。五种和地震学如出一辙的研究法律法律依据就被称作“星震学”。

  恒星有着几种震动模式。恒星震动一般是指全球的长时间的震动,而不像地震一样在一个多多很小范围并很短时间内发生。偏离 震动模式都是 当事人的震动周期,也会让恒星的亮度发生变化。天文学家通过长时间监测恒星亮度,即可知道恒星是否是在震动,以哪几种模式在震动,从而开展进一步的研究。

  本来恒星都是 发生着震动,比如说太阳,研究太阳震动的学科也叫做日震学。太阳表层 的震动模式数以千计,而一些振幅最强的模式,其周期在五分钟左右,这本来 著名的“五分钟震荡”。天文学家利用太阳的震动了解了太阳的结构与演化的信息。

  太阳震动主要有五种模式,压力模式和重力模式。压力模式主要发生在太阳比较浅的区域内,并在太阳结构不同层厚传播。天文学家通过研究在不同层厚传播的震动波,发现太阳在不同层厚和不同纬度处的自转是不同的。这被称作较差自转,对太阳磁场和活动具有决定性作用。天文学家还利用日震学取舍了太阳的年龄,并发现其与最老的陨石年龄相当。而重力模式目前还发生预言之中,并无广泛接受的观测证据。意味着着是重力模式发生在太阳结构,不能自己在表层 观测到。

  地球上“看不清”,到太空去看“地震”

  为了更好地分辨恒星震动的模式和频率,星震学要求亲戚亲戚朋友儿长时间不间断地监测某颗恒星的亮度。然而,这对于地面观测基本是不意味着着的,意味着着地面上总会有阴天下雨、昼夜交替等哪几种的现象干扰观测。以后 ,随着太阳运动,一般的恒星总有大两天的时间无法观测,意味着着它们会在白天经常跳出。

  而30009年发射的开普勒空间望远镜正确处理了哪几种哪几种的现象。开普勒卫星的主要科学目标是寻找系外行星。它会共同不间断地观测116万颗恒星的亮度,并寻找它们亮度忽然变暗的信号——这是行星通过恒星前方时遮挡了一偏离 光的结果。空间观测也避开了大气层和太阳月球的干扰,从而大幅提高了数据质量。

  我就惊喜的是,开普勒卫星的观测数据正好也符合星震学的研究要求。目前开普勒卫星意味着着“退休”,它一共整理了长达4年几乎不间断的恒星亮度数据。这极大推动了星震学的研究工作。哪几种年星震学收获颇丰,如开普勒卫星观测了约一万五千颗和太阳震动累似 的恒星,从而让科学家能精确地测量恒星的质量、半径、年龄等参数,进而精确推断其系外行星的参数。还记得在太阳上看必须的重力模式吗?亲戚亲戚朋友儿在比太阳稍微热一些的恒星上发现了重力模式,由此研究了恒星内核中间缘的物理性质和自转传输传输速率。

  正如地震使地理学家了解地球结构构造一样,恒星震动让天文学家能推算遥远恒星的结构性质。天文学家从而能精确地取舍恒星的质量、半径、自转和演化阶段等参数,才能进一步地发展恒星物理的知识。随着如开普勒太空望远镜等一系列空间望远镜的升空,星震学迎来了其发展的黄金时代,更多关于恒星的秘密等着亲戚亲戚朋友儿去揭开。( 李 刚 作者系澳大利亚悉尼大学物理学院博士生)

[ 责编:武玥彤 ]

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