通過首創(chuàng)的3D模擬揭示了恒星內(nèi)部的翻騰

在基本層面上，一顆星星非常簡單。引力擠壓恒星試圖使其坍縮，導(dǎo)致內(nèi)核變得非常熱和致密。這觸發(fā)核聚變，由此產(chǎn)生的熱量和壓力會反重力。

當(dāng)恒星處于主序帶狀態(tài)時，這兩種力相互平衡。簡單易行。但是它如何運作的細(xì)節(jié)非常復(fù)雜。

準(zhǔn)確地對恒星內(nèi)部進(jìn)行建模需要復(fù)雜的計算機(jī)模型，即便如此，也很難將模型與我們在恒星表面看到的模型相匹配。現(xiàn)在一個新的計算機(jī)模擬正在幫助改變這種狀況。

雖然恒星的內(nèi)部壓力和引力重量通常處于平衡狀態(tài)，但熱量的流動卻不是。恒星核心中產(chǎn)生的所有熱量和能量都必須及時逸出，并且有兩種一般的發(fā)生方式。

第一種是通過輻射交換。高能伽馬射線散射到核心中的原子核，在遷移到表面并逃逸時逐漸失去一些能量。恒星的內(nèi)部是如此密集，以至于這可能需要數(shù)千年.

第二種方法是通過對流。恒星中心附近的熱物質(zhì)試圖膨脹，將其推向表面。同時，表面附近較冷的材料凝結(jié)并向核心下沉。

這共同產(chǎn)生了循環(huán)的物質(zhì)流，將熱能傳遞到恒星表面。這種對流攪動了恒星的內(nèi)部，并且由于粘度和湍流渦旋等因素，建模非常困難。

恒星通常有輻射區(qū)和對流區(qū)。這些區(qū)域的位置和大小取決于恒星的質(zhì)量。小恒星幾乎完全是對流的，而像太陽這樣的恒星有一個內(nèi)部輻射區(qū)和一個外部對流區(qū)。

對于大質(zhì)量恒星，這是翻轉(zhuǎn)的，有一個內(nèi)部對流區(qū)和一個外部輻射區(qū)。我們對對流的了解之一是，它會導(dǎo)致恒星表面像一鍋沸騰的水一樣波動。這反過來又導(dǎo)致恒星的整體亮度略微閃爍。

在這項新研究中，研究小組展示了恒星中的對流區(qū)域如何與恒星閃爍的方式相關(guān)聯(lián)。他們發(fā)現(xiàn)，穿過恒星的聲波受到對流的影響，而對流反過來又改變了恒星閃爍的方式。

這意味著原則上我們可以通過觀察恒星的閃爍來研究恒星的內(nèi)部，從而使天文學(xué)家能夠更好地了解恒星。

現(xiàn)在，閃爍對于目前的望遠(yuǎn)鏡來說太小了，無法觀察到。但是有了更大、更靈敏的望遠(yuǎn)鏡，我們應(yīng)該能夠研究它們。

我們已經(jīng)能夠通過所謂的日震學(xué)來研究太陽中聲波的影響。在接下來的幾十年里，我們應(yīng)該能夠用附近的恒星做到這一點。

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