湍對流運(yùn)動現(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^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。湍流元在對流區(qū)受浮力作用而運(yùn)動，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，延伸對流對物質(zhì)和能量的輸運(yùn)效果，直至湍流元停止。這會導(dǎo)致實際混合區(qū)域要比對流區(qū)大。當(dāng)前研究對流超射引發(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，中國科學(xué)院云南天文臺恒星物理組吳濤、李焱等對上主序慢脈動B型脈動變星(SPB)的星震學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，其中心對流核外存在奇異的混合效應(yīng)。
該研究結(jié)合觀測和理論模型分析，對SPB星KIC 8324482脈動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，中心對流核邊界處擴(kuò)散系數(shù)突降11個數(shù)量級，對流核之外的輻射平衡區(qū)內(nèi)是一個很弱的額外混合。對應(yīng)于上面兩種對流超射主流描述來說，該恒星的中心對流核幾乎不存在超射現(xiàn)象，或者說對流超射極弱。但對一個擁有約1.3個太陽質(zhì)量(約0.5太陽半徑)大小的對流核來說，這明顯與常理不符。因此，上述兩種方法都不適用于對該擴(kuò)散系數(shù)輪廓進(jìn)行描述，需新對流超射模型加以解釋。
對觀測的脈動功率譜進(jìn)行自相關(guān)分析，研究發(fā)現(xiàn)：該恒星存在轉(zhuǎn)動，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)。如果將對流區(qū)外較弱的額外混合解釋為旋轉(zhuǎn)引起的元素擴(kuò)散，那么所需的旋轉(zhuǎn)速度將是目前觀測值的20-30倍。因此，目前旋轉(zhuǎn)對元素輸運(yùn)的理論模型也不能很好對其描述。
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，無論是目前的對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。
相關(guān)成果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。研究得到國家自然科學(xué)基金、云南省基礎(chǔ)研究面上項目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、中科院青促會等的支持。
關(guān)鍵詞： SPB中心對流核外
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