云南天文台利用星震学发现恒星对流超射新特性

  近期,中国科学院云南天文台在星震学探测恒星内部结构方面获研究进展,结果发表在ApJ上。该研究利用一颗约3倍太阳质量的主序星KIC 10526294的星震学数据探测了恒星对流超射和内部化学丰度结构。

  星震学是当前恒星物理的热门学科,它结合了恒星演化理论与恒星观测,通过观测恒星的振动性质来探测恒星内部结构。通过对比恒星演化模型的理论频率与观测频率,可以获得基本恒星参数并限制恒星结构,进而限制恒星内部物理过程。

  云南天文台恒星物理研究组张钱生等人建立了不同对流超射参数下的恒星KIC 10526294,特别考虑了对流超射扩散系数在对流边界附近的迅速衰减行为对恒星结构和振动的影响。该行为是作者前期建立的对流超射模型所特有的理论预言(Zhang 2013)。通过将不同参数恒星模型的振动周期与观测对比,发现对流超射扩散系数在对流边界附近的迅速衰减约4个数量级时,观测与理论模型符合的最好。该研究结果支持了作者前期的对流超射理论模型,暗示了对流超射过程中动力学量和热力学量的湍流输运过程具有不同的特征长度,支持对流超射区为波主导的特征,为恒星对流和湍流理论的发展提供了重要线索。

  此外,该论文研究了恒星结构出现小扰动时g-模式振动周期的变化情况,获得了简洁的定量公式,可以方便的使用于利用g-模式振动探测恒星结构模型的缺陷。KIC 10526294的振动周期间隔包含一个振荡成分,利用此公式,该研究发现振荡成分对应于恒星内部存在一个理论模型未考虑到的化学丰度异常,为改进恒星结构演化模型提供了特殊的对象。

  该工作获得了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、云南省人才项目、中国科学院西部之光项目等项目和云南省国际超新星研究重点实验室的支持。

  论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acde58


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