近日，中国科学院云南天文台博士生王悦同、李焱研究员等人与美国夏威夷大学的合作者李亚光共同发布了一项重要天文研究成果。这项研究通过对类太阳恒星HD 49385的星震学分析，首次揭示了恒星大气中的小尺度磁场，为理解恒星内部物理过程、尤其是磁场在恒星演化中的作用，提供了新的视角。

太阳光球层中的小尺度磁场一直是太阳物理学和天体物理学领域的研究焦点。作为太阳表面几乎无处不在的现象，小尺度磁场储存了大量的磁能，能够与外层大气相互作用，为日冕加热提供重要的能量来源。相比于太阳黑子等其他磁场结构，小尺度磁场蕴含的磁能更为庞大，成为影响太阳大气结构和日冕加热等关键天文现象的核心因素。然而，由于小尺度磁场的尺度远小于地面观测的空间分辨率，如何确定太阳之外的其他恒星中小尺度磁场的存在及其性质，成为了一个巨大的挑战。

HD 49385是一颗位于后主序阶段的类太阳恒星。研究团队通过对其p模式振动频率的详细分析，成功捕捉到了小尺度磁场对这些模式的影响。为此，研究人员引入了一种修正的爱丁顿T-τ方程，模拟了该恒星大气层中磁场的影响。结果表明，HD 49385光球层中存在广泛分布的小尺度磁场，其强度约为80G，在恒星大气层约1850km的高度处。

除了揭示小尺度磁场的存在，加入小尺度磁场的星震学最佳拟合模型不仅圆满地拟合了观测到的频率，而且很好地再现了光谱观测到的一些恒星参数，如有效温度和logg。该研究通过对规避相交所对应的特殊膜进行筛选拟合，证实了规避相交模式的频率与恒星的氦核密切相关，并确定了氦核的大小为质量0.117M_⊙，半径0.078R_⊙。最终该研究团队精确地确定了HD 49385的质量为1.25±0.02 M_⊙，化学组成为GS98时的年龄为4.1 Gyr，A09组成时为4.5 Gyr。

这项研究突破了传统星震学模型未能考虑恒星大气磁场的局限性，为遥远恒星大气中磁场的研究提供了新的路径。研究人员表示，这一发现不仅深化了对恒星磁场的理解，也为解决星震学中长期存在的表面效应难题提供了新思路。未来，这一方法有望应用于更广泛的恒星类型研究，进一步推动星震学的发展。

这项研究成果“Exploring the Small-scale Magnetic Fields in the Atmosphere of HD 49385 by Asteroseismic Analysis”已经发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上，并受到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持。

论文链接