湍對(duì)流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象廣泛存在于各種天體中，是引起物質(zhì)輸運(yùn)(混合)以及能量傳輸?shù)闹饕锢磉^(guò)程之一，在恒星結(jié)構(gòu)演化理論中占據(jù)至關(guān)重要的位置。湍流元在對(duì)流區(qū)受浮力作用而運(yùn)動(dòng)，到邊界處浮力為零，但仍有速度。因此，湍流元將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，延伸對(duì)流對(duì)物質(zhì)和能量的輸運(yùn)效果，直至湍流元停止。這會(huì)導(dǎo)致實(shí)際混合區(qū)域要比對(duì)流區(qū)大。當(dāng)前研究對(duì)流超射引發(fā)“額外”元素混合有全部混合和部分混合兩種主流描述。
近期，中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)恒星物理組吳濤、李焱等對(duì)上主序慢脈動(dòng)B型脈動(dòng)變星(SPB)的星震學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，其中心對(duì)流核外存在奇異的混合效應(yīng)。
該研究結(jié)合觀測(cè)和理論模型分析，對(duì)SPB星KIC 8324482脈動(dòng)模式周期間隔的變化行為進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：在恒星KIC 8324482中，中心對(duì)流核邊界處擴(kuò)散系數(shù)突降11個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)流核之外的輻射平衡區(qū)內(nèi)是一個(gè)很弱的額外混合。對(duì)應(yīng)于上面兩種對(duì)流超射主流描述來(lái)說(shuō)，該恒星的中心對(duì)流核幾乎不存在超射現(xiàn)象，或者說(shuō)對(duì)流超射極弱。但對(duì)一個(gè)擁有約1.3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量(約0.5太陽(yáng)半徑)大小的對(duì)流核來(lái)說(shuō)，這明顯與常理不符。因此，上述兩種方法都不適用于對(duì)該擴(kuò)散系數(shù)輪廓進(jìn)行描述，需新對(duì)流超射模型加以解釋。
對(duì)觀測(cè)的脈動(dòng)功率譜進(jìn)行自相關(guān)分析，研究發(fā)現(xiàn)：該恒星存在轉(zhuǎn)動(dòng)，自轉(zhuǎn)周期約60天(其表面赤道旋轉(zhuǎn)速度約2.6公里每秒)。如果將對(duì)流區(qū)外較弱的額外混合解釋為旋轉(zhuǎn)引起的元素?cái)U(kuò)散，那么所需的旋轉(zhuǎn)速度將是目前觀測(cè)值的20-30倍。因此，目前旋轉(zhuǎn)對(duì)元素輸運(yùn)的理論模型也不能很好對(duì)其描述。
研究認(rèn)為，SPB星KIC 832482內(nèi)部所表現(xiàn)出的奇異擴(kuò)散系數(shù)分布現(xiàn)象，無(wú)論是目前的對(duì)流超射模型還是旋轉(zhuǎn)混合模型都不能給出合理解釋。就該恒星而言，需結(jié)合更多類(lèi)似樣本分析，相應(yīng)調(diào)整目前的理論模型進(jìn)行解釋觀測(cè)。
相關(guān)成果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、云南省基礎(chǔ)研究面上項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)、中科院青促會(huì)等的支持。
關(guān)鍵詞： SPB中心對(duì)流核外
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