开普勒望远镜观测昴宿星团恒星自转现象

从早到晚

腾讯太空讯 据国外媒体报道，昴宿星团中的恒星不停旋转，好似太空中的芭蕾舞者。不过，这些天堂舞者全都以不同的速率旋转。天文学家们一直以来对究竟是什么因素决定了这些恒星的自转速率充满了好奇。通过NASA开普勒太空望远镜在K2任务中对这些舞者的观测，已经成功收集了这个星团中一些恒星自转速率。这些信息有助于天文学家们进一步了解这些恒星周围的行星是在何处形成、如何形成的，还有这类恒星是如何进化的。
红外处理和分析中心的科学家Luisa Rebull表示，我们希望能够通过将研究结果与其他星团进行比较，从而更了解恒星的质量，年龄，甚至是其所属星系历史之间的相互关系。昴宿星团是距离我们最近的星团之一，并且很容易被观测到，距离地球只有445光年。星团中的恒星大约只有1.25亿岁，刚刚达到星球的“青年时期”。在这个阶段，恒星的自转速度很可能达到最高。
对一个普通的恒星来说，当进入成年期时，由于会发射出大量的带电粒子（也就是星际风），它会失去一些动力。带电粒子沿着恒星的磁场顺流而下，很大程度上影响了恒星的自转速率。Rebull及其同事希望能通过开普勒望远镜进一步研究星球旋转的动力学。鉴于它在天空中的观测视角，在72天内开普勒观测到昴宿星团中的大约1000个恒星，共测量出超过750个恒星的自转速率，包括质量最低、最小、最昏暗的500颗恒星，这些星球的自转情况无法通过地面的设备观测到。
开普勒通过测算恒星亮度的变化来推断它们的旋转速率。这些变换是由于“恒星黑子”而造成的，类似太阳黑子，当磁场聚集妨碍了恒星表面正常的能量释放时就会形成恒星黑子。受影响的区域变得比周边区域更冷，并显得更暗。当恒星在自转时，它们的黑子在开普勒的观测视角中进进出出，使其能够测算它们的旋转速率。昴宿星团中的恒星黑子也可能会非常巨大，因为年轻的恒星与更大的扰动和磁场活动有关。这些恒星黑子会引起更大的亮度减弱，更容易测算出它们的旋转速率。
在对昴宿星团的观测中，观测数据表明了一种模式：质量更大的恒星自转速度更慢，质量更小的则反之。大而缓慢的恒星自转周期大约从1天至11天不等，而速度更快的恒星不出一天就能完成一次自转。缓慢的恒星有比太阳更大，更热，质量更大的，也有更小，更冷，质量更小的。而速度更快的恒星，质量最小的是太阳的十分之一。
造成不同速率的主要原因是这些恒星的内部结构。大质量恒星的巨大的内核被一层薄薄的星际物质包裹着，进行着对流；而小质量恒星几乎全都是对流性的区域。随着恒星逐渐成熟，磁场活动更容易减缓大恒星稀薄的最外层的旋转速率。
由于昴宿星团距离地球很近，研究者们认为可以由此解决恒星自转速率与其他恒星特征之间的复杂关系。这些恒星特征可以影响一个恒星拥有的系外行星的气候和适居性。例如，当旋转速度减缓，恒星黑子的更新换代速率也会减缓，与恒星黑子有关的太阳风暴也同样会减缓。更少的太阳风暴意味着更少的有害辐射进入太空，更不可能对附近的行星及其可能产生的生物圈造成危害。（罗辑/编译）