【正見新聞網2025年04月06日】
有研究表明,恆星的星震會引發獨特音樂,有助於人們了解恆星的屬性和星系的歷史。此為恆星吞噬行星的示意圖。(Handout/NSF's NOIRLab/AFP)
科學家發現,有些恆星會因為「星震」(starquake)而發出獨特的音樂,就像樂器一樣。這有助於人們了解恆星的年齡等屬性,乃至於整個銀河系的演化過程和歷史。
澳洲國立大學(Australian National University)在4月2日發布的新聞稿中指出,包括該校科學家在內的一個國際研究團隊發現,有些恆星的亮度會隨著時間的推移而產生波動,這是持續發生的「星震」引起的。
這些波動可以轉換為頻率,用來確定恆星的年齡和其它屬性,例如質量。
這項研究的報告主要撰寫人、該校研究人員雷耶斯(Claudia Reyes)說,人們可以把恆星想像成樂器,能演奏出獨特的旋律。
雷耶斯說:「某些恆星會發生星震,導致持續不斷地變亮和變暗循環。藉由仔細觀察這些微小的亮度波動,我們可以聆聽恆星的音樂節奏。」
她說:「這些波動就像音符,類似於弦的振動或鼓的隆隆聲,可以轉化為頻率。每個頻率告訴我們更多關於恆星的大小、化學成分和內部結構的訊息。」
澳洲國立大學網站在4月3日發表了雷耶斯撰寫的文章。雷耶斯在文章中解釋說,大多數外層像一鍋沸水一樣冒泡的恆星(例如太陽)都會發生星震。當熱氣體氣泡升起並在表面破裂,隨後在整個恆星中產生漣漪,就會使其以特定方式振動。
天文學家可以藉由尋找恆星亮度的細微變化來檢測這些發生在特定「共振頻率」的振動。在他們研究星團中每顆恆星的頻率之後,他們就可以調整出星團的獨特「歌曲」。
雷耶斯表示,就像地震可以幫助人們研究地球內部一樣,星震會透露出恆星表面下的秘密。恆星「唱歌」的頻率由其內部結構和物理特性決定。
較大的恆星會產生較深、較慢的振動,而較小的恆星以較高的音調振動。每顆恆星發出的音符都不只一個。
在這項研究中,研究人員分析了M67星團中大量恆星的星震頻率特徵。M67星團位於銀河系內,距離地球大約3,000光年。
雷耶斯說:「我們研究了這個星團中恆星演化成次巨星(subgiant)和紅巨星(red giant)時發出的頻率——這是先前從未被充分探索過的。」
研究人員發現,這個星團中的恆星在其生命中一旦達到某個時點,它們發出的頻率特徵就會暫時停止,然後像斷掉的紀錄一樣重複這個循環。雷耶斯將這個時點稱為「高原」。
雷耶斯說,恆星有好幾層,類似洋蔥。他們發現,「高原」的發生是由於恆星特定層中的事件以及受恆星質量和金屬豐度(metallicity)影響的特定頻率造成的。
她說:「這意味著我們可以預測恆星生命周期中高原期發生的時間和頻率,進而能對目前處於高原期的恆星進行極其精確的年齡估計。」
她說:「這項研究幫助我們更好地了解恆星如何演化,並提供了估計它們年齡的新工具,這對於研究我們星系的演化至關重要。」
上述研究成果於4月2日發表在《自然》(Nature)期刊上。
了解銀河系的歷史
雷耶斯在文章中說,恆星就像化石紀錄。它們帶有它們形成時環境中的痕跡,研究它們可以讓我們拼湊出銀河系的故事。
銀河系的成長是經由與較小的星系合併而完成的,這些星系在不同區域和不同時間生成恆星。更好地估計整個銀河系的年齡有助於我們更詳細地重建這段歷史。
像M67這樣的星團還可以讓我們一睹太陽的未來,深入了解它在數十億年裡將經歷的變化。