距离我们180光年的一颗恒星,天文学家拍到恒星表面变化形象,是由恒星内部持续热对流产生。
三张照片是红巨星R Doradus两周来不断变化的表面形态,恒星直径是太阳350倍,经历剧烈热对流过程,这也是它生命的最后阶段。
红巨星R Doradus不同日期的表面形象。左下白圈代表地球轨道大小。(Source:ESO)
这项研究是人类首次拍摄到太阳系以外恒星经历这过程的形象。用智利阿塔卡马大型毫米及次毫米波数组(ALMA),天文学家在R Doradus表面搭建了巨大的热气泡,大小是太阳75倍,上升到表面后又迅速消退,且时间尺度远比天文学家预期要短。
如果想了解太阳以外恒星表面变化,R Doradus是完美对象,它非常巨大,代表有更多表面积,且活动也更剧烈,更容易成像。
恒星有对流过程,即核心产生热量向外流出到达表面。太阳这种现象以对流颗粒形式呈现,称为米粒组织的颗粒通常约1千公里宽,媲美国德州面积稍小。它们从太阳中心涌出并在边缘消退,持续约20分钟后消散。更深处中米粒宽度5,000-10,000公里,寿命约3小时,超米粒约32,000公里宽,并持续约20小时。
“对流在太阳表面创造美丽的米粒组织,但其他恒星很难看到。有了ALMA,不仅能直接看到对流颗粒──大小是太阳75倍!──还能首次测量它们的移动速度。”天文学家Theo Khouri说。
这些对流颗粒非常巨大,研究员并不确定原因。R Doradus的米粒组织可能是红巨星的中米粒或超米粒,或红巨星特有类型,也可能是米粒组织叠加后的效果。
红巨星与太阳非常不同,太阳为生命中段。红巨星是中心氢已耗尽,并改用shell层氢产生能量的恒星。这过程使恒星膨胀,比原本体积大数倍。天文学家预测,太阳进入红巨星阶段时,可能会膨胀到火星轨道。
由于遥远程观测有限制,关于红巨星还有许多未解之谜。相较太阳米粒组织,这些对流颗粒极短寿命可能只是恒星生命末期的正常现象。
红巨星R Doradus。(Source:ESO)
(首图Pixabay)
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