为什么恒星的核心自转速度比预期的要慢?

模拟显示恒星辐射层内产生的强磁场(白线)。 磁场在恒星内部区域的等离子体(蓝线)中产生强烈的湍流,并向下旋转。 由于磁场是环形的(环面或甜甜圈形)并且位于辐射区域的深处,因此它从外部隐藏起来。 图片来源:Petitdemange 等。

在某些情况下,恒星的核心会收缩。 当这种情况发生时,它们开始比恒星的外层旋转得更快。 然而,星震学对恒星振荡的研究发现了一个惊人的现象:这些恒星的核心实际上旋转得比计算预测的要慢。 为什么会这样?

来自 CNRS、INRIA 和 ENS-PSL 的三位法国科学家研究了这个问题,并在 2023 年 1 月 19 日发表在《科学》杂志上的一篇文章中报告了他们的发现。他们对恒星深层等离子体流进行建模的数值模拟表明,核心的减速可以由内部磁场产生。 更具体地说,等离子流可以将磁场放大到产生强烈湍流运动的程度。 这种湍流可能会进一步放大磁场,直到它导致恒星的核心自旋下降。

研究小组的模拟结果也与许多恒星的星震学观测一致。 此外,模拟表明磁场会被恒星的外层隐藏,这就解释了为什么目前的技术还没有测量到这种磁场。