比我們的太陽(yáng)大 75 倍的氣泡在這顆遙遠(yuǎn)的恒星表面沸騰

在 180 光年外的一顆恒星上，天文學(xué)家剛剛對(duì)由于內(nèi)部熱量不斷循環(huán)而發(fā)生的表面變化進(jìn)行了成像。

由此產(chǎn)生的三個(gè)快照代表了 R Doradus 星上兩周的變化模式，R Doradus 是一顆比太陽(yáng)寬近 350 倍的紅巨星，在經(jīng)歷其生命周期的最后階段時(shí)，它因?qū)α鞫v和沸騰。

這項(xiàng)新研究標(biāo)志著人類首次能夠在我們太陽(yáng)系中心的恒星以外的恒星中對(duì)這一過程進(jìn)行成像。天文學(xué)家在 R Doradus 表面繪制的變化代表了巨大的加熱氣體氣泡，其大小是我們太陽(yáng)的 75 倍，上升到表面并再次下沉，時(shí)間尺度比天文學(xué)家預(yù)期的要短得多。

“這是第一次以這種方式顯示真實(shí)恒星的冒泡表面，”天文學(xué)家 Wouter Vlemmings 說瑞典查爾姆斯理工大學(xué)?！拔覀儚膩頉]有想過數(shù)據(jù)的質(zhì)量如此之高，以至于我們可以看到恒星表面對(duì)流的如此多細(xì)節(jié)?！?/p>

如果我們想了解太陽(yáng)以外的恒星的表面變化，R Doradus 是一個(gè)完美的研究對(duì)象。它非常大，這意味著有更多的表面積。這顆恒星的活動(dòng)也更大。要在相對(duì)較短的星際距離上看到重要的細(xì)節(jié)水平，更大的尺寸和更大的動(dòng)作將更容易成像。

我們知道恒星具有對(duì)流過程，因?yàn)楹诵闹挟a(chǎn)生的熱量向外吹向表面。在太陽(yáng)上，我們?cè)谕嬖诘膶?duì)流顆粒中看到這一點(diǎn)1,000 公里（620 英里），比德克薩斯州小一點(diǎn)。它們從中心沸騰，然后在邊緣脫落，持續(xù)約 20 分鐘后才消散。

在更深的地方，造粒發(fā)生在更大的規(guī)模上。中顆粒是直徑在 5,000 到 10,000 公里之間的顆粒，使用壽命約為 3 小時(shí)。和超級(jí)顆粒測(cè)量范圍約為 32,000 公里，并停留約 20 小時(shí)。

Vlemmings 和他的同事們利用智利強(qiáng)大的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列望遠(yuǎn)鏡，希望在另一顆遠(yuǎn)離太陽(yáng)系的恒星中辨別這一過程的細(xì)節(jié)。他們的結(jié)果令人震驚。

“對(duì)流創(chuàng)造了在我們的太陽(yáng)表面看到的美麗顆粒結(jié)構(gòu)，但在其他恒星上很難看到，”天文學(xué)家 Theo Khouri 說查爾姆斯理工大學(xué)。

“有了 ALMA，我們現(xiàn)在不僅能夠直接看到對(duì)流顆?！浯笮∈俏覀兲?yáng)的 75 倍！——而且還測(cè)量他們第一次移動(dòng)的速度。

對(duì)流顆粒很大，研究人員并不完全確定原因。R Doradus 上的顆?？梢允窍喈?dāng)于中顆?；虺w粒的紅巨星，或者是紅巨星特有的不同種類的顆粒。它們也可以是不同種類的顆粒疊加以提供明顯的效果。

在這一點(diǎn)上，我們不能做的是將 R Doradus 上的顆粒直接與太陽(yáng)的任何已知行為對(duì)應(yīng)起來。我們知道它們涉及對(duì)流，但目前尚不清楚是什么使顆粒如此巨大。

此外，在 R Doradus 上看到的顆粒似乎有一個(gè)月左右的周期，考慮到我們?cè)谔?yáng)上觀察到的情況，這比預(yù)期的要快得多。

但紅巨星與太陽(yáng)有很大不同，太陽(yáng)正處于其壽命的中間。紅巨星是指那些中心氫耗盡并由殼燃燒提供動(dòng)力的恒星，即氫在核心周圍的殼中聚變。這個(gè)過程使星星膨脹到其原始大小的許多倍。天文學(xué)家預(yù)測(cè)，太陽(yáng)的紅巨星階段將看到它可能擴(kuò)展到火星.

因?yàn)槲覀儚娜绱诉h(yuǎn)的距離所能觀察到的東西是有限的，所以我們對(duì)紅巨星有很多不了解的地方。與太陽(yáng)顆粒相比，對(duì)流顆粒的壽命非常短，在恒星生命的這個(gè)后期可能只是平常。

“我們還不知道造成這種差異的原因是什么。似乎對(duì)流會(huì)隨著恒星年齡的增長(zhǎng)而以我們還不了解的方式發(fā)生變化。Vlemmings 說.

R Doradus 的圖像代表了理解這些奇特變化的第一步，也是非常重要的一步。

該研究已發(fā)表在自然界.

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