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开普勒望远镜探测到膨胀红巨星内部景象

当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段,步入老年期时,它将首先变为一颗红巨星。称它为“巨星”,红巨星是恒星燃烧到后期所经历的一个较短的不稳定阶段,根据恒星质量的不同,历时只有数百万年不等,这是恒星几十亿年甚至上百亿年的稳定期相比是非常短暂的。红巨星时期的恒星表面温度相对很低,但极为明亮,因为它们的体积非常巨大。在赫罗图上,红巨星是巨大的非主序星,光谱属于K或M型。所以被称为红巨星是因为看起来的颜色是红的,体积又很巨大的缘故。金牛座的毕宿五和牧夫座的大角星都是红巨星。

开普勒望远镜探测到膨胀红巨星内部景象

这一发现已经在《科学》杂志上发表了,它将帮助研究人员更好地理解太阳最终的命运,太阳大约还有50亿年的寿命。

通过观测来自红巨星的光线变化,研究人员能够了解到红巨星的内部结构

来自悉尼大学的天体地震学教授提姆-贝丁(Tim Bedding)是该项研究论文作者之一,他表示,他们的研究小组利用美国宇航局的开普勒太空望远镜探测到了一颗遥远的膨胀红巨星的振动情况,这颗红巨星被称为KIC 6928997。正如地震学家利用地震产生的振动来探测地球的内部结构,天文学家可以利用恒星亮度的摆动或震动来了解这些恒星的内部结构。

贝丁说:“通过观测这些光的波动情况,我们能够测量出这些振动的周期。这些振动是由于恒星内部的波动而产生的外核膨胀和内核收缩的重复现象。”

贝丁和同事们利用被称之傅里叶分析的数学方法探寻各种不同模式,最终他们发现20多种不同的振动信号。他说:“为了更好的了解恒星复杂的振动,我们必须对开普勒320天的观测数据进行分析。分析发现在同一时间可产生许多种不同的振动模式。这很让人费解,但是这却显示出了这些来自恒星中心的冲波正在冲向恒星表面。”

据贝丁介绍,这些恒星并非始终如一的,它们内核温度会越来越高、密度会越来越大。而这些振动的模式显示出了它们密度的变化情况。他说:“虽然我们能够发现它们的密度和温度都增加了。但是这是慢慢逐渐上升的,还是突然增加的?就无从而知了。红巨星的中心部分是这些核子融合反应发生的地方,但在其表面上没有这样的核反应发生。红巨星远远大于太阳,但是发生核反应的区域却相对较小。下一步研究将对这一区域进行探测并且探查在这里到底发生了什么样的核反应。”

在还没有这些观测数据之前,仅能用理论推测红巨星的内部情况。因此,观测到它们是一个非常了不起的证据。下一步,科学家将利用这些数据做进一步的科学研究,从而更好的了解这些恒星的变化情况,并且将对数百颗不同的恒星进行观测及比较。

贝丁希望这些恒星都有不同的观测数据,从而既能获得一些关于它们个体的信息又能获得一些相关的群体信息。

站长点评:红巨星衰亡时期外围炽热物质膨胀范围模型。以太阳系为参照, 三个行星轨道从内向外依次是地球、火星和木星。 今天的全球变暖日益明显,但是与天文学家近日从望远镜设备中观测的宇宙中恒星的高温膨胀过程相比,简直就是小巫见大巫了。

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