參考消息網(wǎng)11月9日報道 英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》周刊網(wǎng)站近日刊登題為《想知道恒星內(nèi)部有什么？仔細(xì)聽》的文章，內(nèi)容編譯如下：

　　事實(shí)證明，來自恒星的聲音對天文學(xué)家有用。

　　20世紀(jì)60年代，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽在搏動，每5分鐘有規(guī)律地膨脹和收縮一次。除了這個主振蕩，天文學(xué)家后來還發(fā)現(xiàn)數(shù)百萬個振蕩，每個都有獨(dú)特的節(jié)奏。這些振蕩是在太陽內(nèi)部反彈的壓力波造成的。因此，它們攜帶了有關(guān)恒星內(nèi)部氣體和狀況的寶貴信息。就像地質(zhì)學(xué)家利用地震引發(fā)的地震波來收集有關(guān)地球巖石內(nèi)部的信息，天文學(xué)家也開始利用“日震”來一窺距離最近的恒星內(nèi)部。

　　通過“傾聽”來自太陽的聲波，“日震學(xué)”使天文學(xué)家得以計算出太陽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動態(tài)。目前，新的天文臺正在將這項技術(shù)擴(kuò)展到太陽系外的恒星�！靶钦饘W(xué)”將使天文學(xué)家一窺遙遠(yuǎn)恒星的內(nèi)部，并幫助他們了解銀河系是如何演化的。

　　解析太陽結(jié)構(gòu)

　　當(dāng)?shù)卣鸩ù┻^地球時，它們會受到所穿越物質(zhì)的影響。例如，這些波的速度與地核和地幔中巖石的溫度、密度和化學(xué)成分有關(guān)。穿過恒星的聲波也同樣受到它們遇到的物質(zhì)構(gòu)成的影響。

　　太陽的中心是核聚變發(fā)生的核心；周圍是輻射區(qū)，能量通過輻射和熱傳導(dǎo)傳輸。再外面是“對流區(qū)”，上升和下降的等離子體氣泡在這里產(chǎn)生不穩(wěn)定的狀況。

　　這種“紊流”是引起太陽振蕩的聲波的來源。地震產(chǎn)生的地震波通常來自地殼中的點(diǎn)源，但太陽的振蕩是由在其整個對流區(qū)發(fā)生的無數(shù)擾動引發(fā)的。就像鐘一樣，太陽不斷地隨著數(shù)以百萬計振蕩的音調(diào)和泛音回響。

　　這些波一直是準(zhǔn)確測量太陽年齡的有效方法。通過跟蹤太陽內(nèi)部聲波速度的變化，可以推斷太陽內(nèi)部密度的變化。由此，天文學(xué)家計算出太陽含有多少氦和氫。氦是由太陽核心的氫核聚變產(chǎn)生的（這是讓所有恒星發(fā)光的過程），通過測量這些元素的數(shù)量證實(shí)，太陽已有46億年歷史，與地球上發(fā)現(xiàn)的最古老隕石的年齡相當(dāng)（這是另一個嘗試和檢驗(yàn)過的測量太陽系年齡和太陽年齡的方法）。　　

　　到20世紀(jì)末，太陽的聲波還幫助解決了一個太陽中微子通量的長期難題。中微子是一種在恒星核心發(fā)生聚變反應(yīng)中產(chǎn)生的基本粒子。幾十年來，天文學(xué)家測量的來自太陽的中微子數(shù)量與粒子物理學(xué)家預(yù)測的中微子數(shù)量之間一直存在令人費(fèi)解的差距。地震學(xué)測量結(jié)果表明，天文學(xué)家的太陽運(yùn)行方式模型沒有任何問題。粒子物理學(xué)家隨后不得不修正他們關(guān)于中微子的理論，他們過去一直認(rèn)為中微子是無質(zhì)量粒子。他們得出結(jié)論，中微子事實(shí)上必須具有極小的質(zhì)量，并且能夠在從太陽到地球的過程中從一種類型轉(zhuǎn)換到另一種類型。這一結(jié)論在2002年得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

　　測量遙遠(yuǎn)恒星

　　這些成功讓日震學(xué)家有信心拓寬視野。通過測量遙遠(yuǎn)恒星表面凹凸移動的程度和速度，丹麥奧爾胡斯大學(xué)的天體物理學(xué)家約恩·克里斯滕森-達(dá)爾斯高在1995年成為在另一顆恒星（距地球37光年的一個雙星系統(tǒng)）中發(fā)現(xiàn)振蕩的人之一。但對太陽系以外恒星的研究進(jìn)展非常緩慢。為了記錄一顆質(zhì)量是太陽10倍、距離地球690光年的大質(zhì)量恒星的少量恒星振蕩，比利時魯汶大學(xué)的天體物理學(xué)家康妮·阿爾茨不得不整理追溯到上世紀(jì)80年代初的20年觀測數(shù)據(jù)。

　　幸運(yùn)的是，阿爾茨及其同事今后將不必如此辛苦。天文學(xué)的一個分支——尋找系外行星——正在為星震學(xué)家提供大量幫助（和大量數(shù)據(jù)）。尋找太陽系以外的行星需要長時間觀察遙遠(yuǎn)的恒星，并尋找它們亮度的微小變化。這些變化可能來自飛越恒星的行星，也可能來自恒星本身的振蕩。近年來，歐洲太空機(jī)構(gòu)發(fā)射的科羅天文衛(wèi)星和美國航空航天局（NASA）建造的開普勒空間望遠(yuǎn)鏡以前所未有的精確度對數(shù)千顆恒星進(jìn)行了監(jiān)測。這些任務(wù)收集的數(shù)據(jù)對星震學(xué)家來說是一座金礦，他們利用這些數(shù)據(jù)研究了數(shù)百顆類日恒星和數(shù)千顆紅巨星。

　　在這場瘋狂的活動之后，很多恒星的詳細(xì)資料都得到了更新。例如，一個法國天文學(xué)家團(tuán)隊最近發(fā)現(xiàn)，17光年外的天鷹座中一顆快速旋轉(zhuǎn)的明亮恒星牛郎星僅有1億年歷史，而不是此前認(rèn)為的10億年。他們利用了觀測牛郎星亮度波動的星震學(xué)數(shù)據(jù)，這些波動是由恒星內(nèi)部的振蕩和壓力波引起的。

　　揭示星系形成

　　今年8月，一個天文學(xué)家團(tuán)隊更新了雙星系統(tǒng)牧夫座12的年齡。這顆雙星是由NASA的凌日系外行星勘測衛(wèi)星（TESS）觀測的。研究人員在英國《皇家天文學(xué)會月刊》上發(fā)表文章稱，他們計算出這顆恒星的年齡為26.7億年，誤差小于1.6億年（誤差率為6%）。傳統(tǒng)的年代測定方法的不確定度遠(yuǎn)高于10%。來自開普勒空間望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)還顯示，位于天鵝座和天琴座附近、每顆都距離我們幾千光年的三顆紅巨星的核心內(nèi)部存在很強(qiáng)的磁場。

　　TESS將繼續(xù)為星震學(xué)家提供新的數(shù)據(jù)，但更佳的儀器也在途中。歐洲航天局將在2026年發(fā)射新的尋找系外行星的“柏拉圖”號空間望遠(yuǎn)鏡。它不僅將監(jiān)測數(shù)十萬顆類日恒星，還將監(jiān)測數(shù)萬顆大質(zhì)量恒星。

　　雖然質(zhì)量至少是太陽8倍的大質(zhì)量恒星在銀河系中是少數(shù)，但天文學(xué)家對它們特別感興趣。當(dāng)它們以超新星的形式消亡時，它們用重元素豐富了星際環(huán)境。大質(zhì)量恒星燃燒時，核心會產(chǎn)生比鐵更輕的元素；超新星爆炸則會產(chǎn)生更重的元素。通過星震學(xué)測量了解恒星內(nèi)部有哪些元素，可以揭示這顆恒星屬于哪一代，以及它是從多少顆前任恒星中再生的。例如，太陽被認(rèn)為是第三代恒星，這意味著它起源于第二代恒星的物質(zhì)。

　　牛津大學(xué)天體物理學(xué)家克里斯·林托特說：“如果我們想了解銀河系是如何形成的，我們就需要了解每一代恒星的行為。詳細(xì)了解恒星演化是把我們銀河系的歷史整合起來的下一步。”