在其內(nèi)部，星星以類似洋蔥的分層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在具有類似太陽(yáng)溫度的溫度中，核心后面是輻射區(qū)。在那里，來(lái)自內(nèi)部的熱量通過(guò)輻射向外傳導(dǎo)。隨著恒星等離子體向外部變冷，等離子體的流動(dòng)決定了熱傳遞：熱等離子體從內(nèi)部升至表面，冷卻并再次下沉。此過(guò)程稱為對(duì)流。同時(shí)，取決于恒星緯度的恒星自轉(zhuǎn)會(huì)引起切變運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)過(guò)程在一起扭曲和扭曲磁場(chǎng)線，并在尚未完全理解的發(fā)電機(jī)過(guò)程中產(chǎn)生恒星的復(fù)雜磁場(chǎng)。

“很遺憾，我們不能直接觀察太陽(yáng)和其他恒星來(lái)觀察這些過(guò)程的作用，而必須訴諸更多間接方法，”德國(guó)馬克斯·普朗克太陽(yáng)系研究所(MPS)的Jyri Lehtinen博士說(shuō)，今天發(fā)表在“自然天文學(xué)”上的新論文的第一作者。在他們目前的研究中，研究人員一方面比較了不同恒星的活動(dòng)水平，另一方面比較了它們的自轉(zhuǎn)和對(duì)流特性。目的是確定哪些屬性對(duì)活動(dòng)有重大影響。這可以幫助您了解其中的發(fā)電機(jī)過(guò)程的細(xì)節(jié)。

過(guò)去曾提出過(guò)幾種恒星發(fā)電機(jī)模型，但有兩個(gè)主要范例。盡管其中一個(gè)更著重于旋轉(zhuǎn)并且僅假設(shè)對(duì)流的細(xì)微影響，但另一個(gè)則主要取決于湍流。在這種對(duì)流中，熱的恒星等離子體不會(huì)以大規(guī)模的靜止運(yùn)動(dòng)上升到表面。相反，小規(guī)模劇烈流動(dòng)占主導(dǎo)地位。

為了找到兩個(gè)范式中一個(gè)或另一個(gè)的證據(jù)，Lehtinen和他的同事們首次對(duì)224個(gè)非常不同的恒星進(jìn)行了研究。他們的樣本中既有主序恒星，也就是處于生命鼎盛時(shí)期的恒星，還有更老，更進(jìn)化的巨星。通常，恒星的對(duì)流和旋轉(zhuǎn)特性都隨著年齡的增長(zhǎng)而變化。與主序星相比，已演化的恒星顯示出較厚的對(duì)流區(qū)，該對(duì)流區(qū)通常在恒星的大部分直徑上擴(kuò)展，有時(shí)會(huì)完全取代輻射區(qū)。這導(dǎo)致對(duì)流熱傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換時(shí)間更長(zhǎng)。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)通常會(huì)減慢速度。

在他們的研究中，研究人員分析了從美國(guó)加利福尼亞州威爾遜山天文臺(tái)獲得的數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集記錄了恒星等離子體中典型的鈣離子典型波長(zhǎng)下的恒星輻射。這些排放不僅與恒星的活動(dòng)水平相關(guān)。復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理還可以推斷出恒星的自轉(zhuǎn)周期。

像太陽(yáng)一樣，恒星有時(shí)會(huì)被磁場(chǎng)強(qiáng)度極高的區(qū)域(即所謂的活動(dòng)區(qū)域)所覆蓋，這些區(qū)域通常與恒星可見(jiàn)表面上的黑點(diǎn)相關(guān)。芬蘭阿爾托大學(xué)的MaaritKäpylä教授說(shuō)：“隨著恒星的旋轉(zhuǎn)，這些區(qū)域進(jìn)入并通過(guò)它們，導(dǎo)致發(fā)射亮度的周期性上升和下降。”該研究小組的負(fù)責(zé)人“太陽(yáng)能和恒星” MPS上的“ Dynamos”。但是，由于恒星排放還會(huì)因其他影響而波動(dòng)，因此識(shí)別周期性變化(尤其是長(zhǎng)期變化)非常棘手。

MPS的Nigul Olspert博士說(shuō)：“我們研究的某些恒星表現(xiàn)出數(shù)百天的自轉(zhuǎn)周期，而且令人驚訝的是，其磁活動(dòng)水平仍然與其他恒星相似，甚至還包括像太陽(yáng)這樣的磁循環(huán)。”數(shù)據(jù)。相比之下，太陽(yáng)在太陽(yáng)赤道僅以大約25天的自轉(zhuǎn)周期快速旋轉(zhuǎn)。對(duì)流周轉(zhuǎn)時(shí)間是通過(guò)恒星結(jié)構(gòu)模型計(jì)算的，其中考慮了每顆恒星的質(zhì)量，化學(xué)成分和演化階段。

科學(xué)家的分析表明，恒星的活動(dòng)水平并不依賴于其旋轉(zhuǎn)，正如其他研究基于較小且更均勻的樣本(僅包括主序恒星)所做的其他研究所暗示的那樣。相反，只有考慮到對(duì)流，才能以統(tǒng)一的方式理解主序列和演化恒星的行為。Käpylä教授總結(jié)道：“旋轉(zhuǎn)和對(duì)流的共同作用決定了恒星的活躍程度。”她補(bǔ)充說(shuō)：“我們的研究結(jié)果使尺度更加有利于發(fā)電機(jī)機(jī)制，包括湍流對(duì)流。”