由日内瓦大学(UNIGE)研究员领导的国际天文学家团队发现,太阳的磁活动对其地震特征有显著影响,这与之前研究的预测相反。太阳的大小、年龄和化学成分等重要数据都依赖于此。

科学家表明太阳的磁活动会影响其地震年龄的测定

这些结果为深入研究以更好地了解磁活动的性质及其对恒星振荡的影响奠定了基础。这项研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

星震学,或就太阳而言的日震学,是研究恒星振荡的天文学的一个迷人分支。

“要理解这一点,你必须将恒星想象成一个不断运动的巨大气体球。在这颗恒星内部,有波或脉动使其振动,就像乐器中产生共鸣的声音一样,”日内瓦大学理学院天文系博士后研究员、这项研究的第一作者杰罗姆·贝特里西(JérômeBétrisey)解释道。

“这些振动导致恒星表面轻微移动,并有规律地改变光度。借助非常精确的仪器,我们可以从地球或太空探测到这些光度变化,”研究人员继续说道。

聆听星光交响曲

通过观察这些变化,研究人员可以了解恒星内部结构,并确定其重要特征,例如其大小、年龄、化学成分或恒星生命周期的阶段。准确了解恒星的特征对于确定围绕恒星的行星的性质或追溯银河系的历史至关重要。

尽管近几十年来取得了一些重大成功,但星震学也表明,观测结果与恒星内部运作的理论模型的预测之间存在显著差异。

多年来,人们开发了各种方法来减少这些差异,并取得了不同程度的成功。然而,目前的方法都没有考虑恒星的磁活动,它对结果的影响被认为是微不足道的。

贝特里西领导的国际团队刚刚证明了相反的观点。他们证实,根据日震学测定的太阳年龄会随着太阳周期的活动水平而发生显著变化。

举个数量级的例子,太阳的年龄约为46亿年,太阳活动极小期之间的差异可达3亿年。虽然这些差异与太阳的年龄相比似乎很小,但考虑到未来太空任务将达到的精度水平,这些差异已不再是微不足道的。

太阳地震年龄与太阳活动周期相关

为了更好地了解磁活动对太阳的影响,科学家分析了26.5年的太阳数据,涵盖了两个完整的活动周期。他们将这些数据分成大约90个小的一年系列,每个系列相隔三个月。对每个系列都进行了地震分析,从而可以测量太阳基本特性(例如其质量、半径和年龄)随时间的变化。

为检验结果的可靠性,我们采用了两套独立数据。一套来自伯明翰大学的BiSON(伯明翰太阳振荡网络)地面望远镜网络,另一套来自SOHO(太阳和日光层观测站)卫星上的GOLF(低频全球振荡)仪器,该卫星自20世纪90年代中期开始绕太阳运行。

无论测试配置如何,日震学确定的太阳年龄与太阳活动周期的水平相关。他们测量到太阳活动最小值和最大值之间的平均变化约为6%,这对于未来分析其他类似恒星的太空任务的精度非常重要。

例如,PLATO(行星凌日和恒星震荡)任务的目标是将太阳等恒星的年龄精度提高到10%。

GOLF和BiSON数据的研究还表明,活动周期对地震年龄的影响在研究的两个周期中更活跃的周期更明显。从物理角度来看,这一结果是合乎逻辑的,也是意料之中的。

“然而,太阳并不是一颗特别活跃的恒星,这表明磁活动的影响对于更活跃的恒星(例如PLATO将探测到的那些恒星)来说可能非常显著,”Bétrisey补充道。