明星也会有耳虫，而 “歌曲 ”可以告诉我们他们的历史

星震的“音乐”——由气体气泡破裂引起的巨大振动，在许多恒星的身体中荡漾——可以揭示出比科学家想象的更多的关于恒星历史和内部运作的信息。

在新研究发表于自然界，我们分析了距离地球近 3,000 光年的 M67 星团中大范围巨星的星震频率特征。

利用开普勒太空望远镜 K2 任务的观测结果，我们有一个难得的机会来追踪恒星在恒星生命周期巨大阶段的大部分旅程中的演化。

在此过程中，我们发现，一旦这些恒星的湍流外层到达内部深处的敏感区域，它们就会卡住“演奏它们的曲调的同一部分”。

这一发现揭示了一种了解恒星和整个银河系历史的新方法。

星震的声音

星震发生在大多数恒星（如我们的太阳）中，它们的外层有冒泡，就像一锅开水。热气气泡在表面上升和破裂，在整个恒星中产生涟漪，使其以特定方式振动。

我们可以通过寻找恒星亮度的细微变化来检测这些发生在特定“共振频率”的振动。通过研究一个称为星团的星团中每颗恒星的频率，我们可以调到集群的唯一 “song”。

我们的研究挑战了以前关于巨星共振频率的假设，揭示了它们比以前认为的更深入地了解恒星内部。此外，我们的研究为破译我们银河系的历史开辟了新的方法。

星团的旋律

长期以来，天文学家一直在寻求了解像太阳这样的恒星是如何随着时间的推移而演变的。

做到这一点的最佳方法之一是研究星团——一起形成并具有相同年龄和成分的恒星群。一个名为 M67 的星团引起了很多关注，因为它包含许多化学成分与太阳相似的恒星。

正如地震帮助我们研究地球内部一样，星震揭示了恒星表面下的东西。每颗星星 “唱” 一首旋律，其频率由其内部结构和物理特性决定。

较大的星星产生更深、更慢的振动，而较小的星星以更高的音调振动。没有一颗星星只演奏一个音符——每个音符都与来自其内部的完整频谱声音产生共鸣。

令人惊讶的签名

关键频率特征之一是所谓的小间距 – 一组非常接近的谐振频率。在较年轻的恒星中，例如太阳，这个特征可以提供关于恒星核心中还剩下多少氢可供燃烧的线索。

在红巨星中，情况有所不同。这些较老的恒星已经用完了它们核心中的所有氢，这些氢现在是惰性的。

然而，氢聚变在围绕堆芯的壳层中继续进行。长期以来，人们一直认为这种恒星中的小间距几乎没有提供什么新信息。

停滞不前的音符

当我们测量 M67 中恒星的小间距时，我们惊讶地发现它们揭示了恒星内部融合区域的变化。

随着氢燃烧壳层的增厚，间距增加。当壳向内移动时，它们会缩小。

然后我们发现了其他意想不到的事情：在某个阶段，小间距停滞了。这就像一张唱片在音符上跳跃。

我们发现，这种停滞出现在巨星生命中的特定阶段——当它的外层，即传输热量的“沸腾”层，变得如此之深，以至于它占了恒星质量的 80% 左右。此时，包络的内边界延伸到恒星的一个高度敏感区域。

这个边界非常湍流，声速在它上面急剧移动——这种急剧的变化会影响声波穿过恒星的方式。我们还发现，失速频率明显由恒星的质量和化学成分决定。

这为我们提供了一种识别这个阶段的恒星并以更高的精度估计它们的年龄的新方法。

银河系的历史

恒星就像化石记录。它们带有它们形成环境的印记，研究它们可以让我们拼凑出我们银河系的故事。

银河系是通过与较小的星系合并而成长的，在不同地区的不同时间形成恒星。整个银河系更好的年龄估计有助于我们更详细地重建这段历史。

像 M67 这样的星团也让我们得以一窥我们太阳的未来，让我们深入了解它在数十亿年中将经历的变化。

这一发现为我们提供了一个新工具，也给了我们重新审视现有数据的新理由。经过多年的银河系地震观测，我们现在可以回到那些星星上，再次 “倾听”，这一次我们知道该听什么了。

克劳迪娅·雷耶斯， 天文与天体物理研究学院博士后研究员，澳大利亚国立大学

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