天文學家可以透過觀察“星震”——相當於我們星球上地震的地震性震動——來測量恆星的自轉速度。然而,這些觀測結果提出了一個謎題,因為許多恆星的自轉速度似乎比它們應該的要慢。在一項新的研究中,研究人員模擬了磁場如何在恆星的內部層中增長,從而減緩其自轉。
許多恆星的核心在某個時候會收縮,尤其是在它們生命的末期,當它們停止在核心中融合氫時。通常這種收縮會加速恆星的自轉,就像花樣滑冰運動員在收回手臂時會轉得更快一樣。將更多的質量集中在一個更小的空間內,將迫使物體加速以保持角動量。
圖片來源:Lucy Reading-Ikkanda
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但是,許多恆星的實際自轉速度比理論預測的要慢,尤其是在老恆星中。
圖片來源:Lucy Reading-Ikkanda
在一個新的數值模型中,研究人員發現,恆星輻射層內部微小而隨機的磁場可以被等離子體的流動放大。一旦足夠強大,這種磁場就會激發恆星等離子體中的湍流,而湍流反過來又增強磁場,從而促進湍流,依此類推。
圖片來源:Lucy Reading-Ikkanda
這種磁力對恆星的等離子體施加強大的扭矩,減緩其自轉。“它會產生制動效果,” 法國蔚藍海岸大學的科學家Florence Marcotte說,她是發表在Science雜誌上的這項研究的合著者。
圖片來源:Lucy Reading-Ikkanda;來源:“模擬輻射恆星層中透過發電機作用的自旋減速”,作者:Ludovic Petitdemange、Florence Marcotte和Christophe Gissinger,發表於Science,第379卷;2023年1月20日(參考文獻)
這種機制與中子星和白矮星自轉速度的觀測結果相符。它也可能發生在太陽的輻射區內。
圖片來源:Lucy Reading-Ikkanda
