类太阳恒星星震学研究元素扩散获进展

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科技日报记者 赵汉斌

记者2日从中国科学院云南天文台获悉，该台恒星物理组在类太阳恒星星震学研究方面获得进展，研究人员利用开普勒星震学数据，限制了一批类太阳主序恒星的恒星参数，并探测了元素扩散性质。国际期刊《天文和天体物理研究》发表了相关研究成果。

星震学是利用观测恒星振动的性质来探测恒星内部结构的科学。通过对比恒星模型频率与观测频率，可以获得如质量、半径和年龄等基本恒星参数，并限制恒星内部如对流超射和扩散等物理过程。

云南天文台硕士研究生王帅和其导师张钱生副研究员构建了0.9-1.4倍太阳质量的恒星演化模型及振动数据库，包含了有元素扩散和无元素扩散两种情况。通过数据库拟合了16颗恒星的观测频率，快速高效地获得了它们的恒星参数。

“元素扩散对恒星内部结构的影响很小，但却很显著。利用星震学研究元素扩散的影响是很有趣的。”张钱生介绍，最有趣的结果是恒星的初始氦丰度。如果不考虑扩散，则大部分目标恒星的初始氦丰度都低于大爆炸核合成的原初氦丰度；如果考虑扩散，则初始氦丰度显著提高，不会出现这样的问题。此外，考虑扩散的最佳恒星模型的振动频率普遍比无扩散的情况更符合观测，这证明了元素扩散在类太阳恒星模型的重要性。

恒星内部元素扩散依赖复杂的微观物理过程，当前的理论模型还不完善。此项研究还利用对元素扩散非常敏感的p模式振动的二阶差分，研究了恒星中元素扩散强度，发现观测的二阶差分信号显著强于理论模型，说明当前的元素扩散理论模型低估了实际效果。

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