摘要
红巨星是一种进化的低质量或中等质量恒星,耗尽了其中心的氢含量,只留下氦核和燃烧氢的壳层。在光学曲线中,可以观察到恒星的振荡作为周期性的亮度和亮度变化。在红巨星中,非径向声波与引力波耦合产生混合模,在包络层表现为压力模,在核心表现为重力模。这些模式以前被用来测量红巨星的内部旋转1,2,从而得出结论,单纯流体动力的角动量输运过程从核心是太低效率的3..磁场可以产生所需的额外运输4,5,6.然而,由于缺乏对恒星内部磁场的直接测量,目前对它们的性质知之甚少。星震学可以直接探测到磁场,因为磁场和旋转一样会引起振荡模态频率的变化7,8,9,10,11,12.在这里,我们报道了用开普勒望远镜观测到的三颗红巨星的核心磁场的测量13卫星。这些场引起的位移破坏了偶极模多胞胎的对称性。因此,我们测量的场强度范围从约30千克到约100千克的氢燃烧壳附近,并对场拓扑结构进行约束。
这是订阅内容的预览,通过你的机构获取
访问选项
订阅Nature+
立即在线访问《自然》和其他55种《自然》杂志
29.99美元
每月
订阅期刊
获得1年的完整期刊访问权限
199.00美元
每期仅需$3.90
所有价格均为净价格。
增值税将在稍后的结帐中添加。
税金计算将在结账时完成。
买条
在ReadCube上获得时间限制或全文访问权限。
32.00美元
所有价格均为净价格。
数据可用性
开普勒数据可以从米库尔斯基空间望远镜档案(MAST)的门户网站上公开获取https://archive.stsci.edu.光谱可在https://doi.org/10.5281/zenodo.6818371.
代码的可用性
本研究利用了恒星演化代码MESA,该代码可在https://docs.mesastar.org.
参考文献
Deheuvels, s。用开普勒观测到的一颗低巨支恒星中快速旋转核心的地震证据。12,54。J。756, 19(2012)。
Gehan, C, Mosser, B, Michel, E, Samadi, R. & Kallinger, T.在不同质量范围的红巨星分支上的核心旋转制动。阿斯特朗。12,54。616, a24(2018)。
马奎斯,j.p等。恒星角动量输运的地震诊断。一、从前主层序到红巨星分支的旋转分裂。阿斯特朗。12,54。549, a74(2013)。
高夫,d.o.和麦金太尔,m.e.太阳辐射内部磁场的必然性。自然394, 755-757(1998)。
富勒,皮罗,A. L.和杰米恩,A. S.减缓恒星核心的旋转。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。485, 3661-3680(2019)。
Gouhier, B., Jouve, L. & Lignières, F.嵌入大尺度磁场中的收缩恒星辐射带中的角动量输运。阿斯特朗。12,54。661, a119(2022)。
Unno, W, Osaki, Y, Ando, H, Saio, H, & shibaashi, H。恒星的非径向振荡(东京大学出版社,1989)。
高夫,D. O.和汤普森,M. J.旋转和埋藏磁场对恒星振荡的影响。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。242, 25-55(1990)。
Hasan, s.s., Zahn, j.p . & Christensen-Dalsgaard, J.通过g模式探测慢脉动b星的内部磁场。阿斯特朗。12,54。444, l29-l32(2005)。
戈梅斯,罗佩斯。红巨星非径向振荡中的核心磁场印记。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。496, 620-628(2020)。
Bugnet, L.等。混合模频率上的磁信号。一、红巨星核内的轴对称化石场。阿斯特朗。12,54。650, a53(2021)。
慢旋转演化恒星形成地震特性时核心磁场的拓扑和倾角。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。504, 3711-3729(2021)。
Borucki, W. J.等。开普勒行星探测任务:介绍和初步结果。科学327, 977-980(2010)。
Mathis, S.等人。利用渐近磁星震学探测恒星的内部磁性。阿斯特朗。12,54。647, a122(2021)。
Deheuvels, S. Ouazzani, R. M. & Basu, S.红巨星旋转分裂混合模频率的近简并效应。阿斯特朗。12,54。605, a75(2017)。
差速旋转对恒星振荡的影响:一个二阶理论。12,54。J。394, 670(1992)。
Paxton, B.等。恒星天体物理实验模块(MESA)12,54。j .增刊。爵士。192, 3 (2011)
莫瑟,B.等。红巨星的周期间隔。四、走向对混合模式的完整描述。阿斯特朗。12,54。618, a109(2018)。
高田。红巨星振荡偶极混合模的渐近分析。出版。阿斯特朗。Soc。日本68, 109(2016)。
Fuller, J., Cantiello, M., Stello, D., Garcia, R. A. & Bildsten, L.星震学可以揭示红巨星强烈的内部磁场。科学350, 423-426(2015)。
Stello, D.等人。在中等质量恒星的核心中普遍存在由发电机产生的磁场。自然529, 364-367(2016)。
非简并恒星的磁场。为基础。启阿斯特朗。12,54。47, 333-370(2009)。
布雷斯韦特,斯普鲁特。恒星非对流区域的磁场。r . Soc。开放的科学。4, 160271(2017)。
L. Becerra, Reisenegger, A. Valdivia, J. A. & Gusakov, M. E.稳定分层和正压恒星中随机初始磁场的演化。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。511, 732-745(2022)。
康迪罗,傅乐,李志刚,李志刚。演化恒星内部磁场的星震特征。12,54。J。824, 14(2016)。
Brun a.s, Browning, m.k. & Toomre, J.旋转a型恒星中核心对流的模拟:磁发电机的作用。12,54。J。629, 461-481(2005)。
Aurière, M.等。Ap/Bp星的弱磁场。偶极场下限的证据和磁二分类的初步解释。阿斯特朗。12,54。475, 1053-1065(2007)。
Deheuvels, s。六个开普勒亚巨星和年轻红巨星内部旋转剖面径向依赖的地震约束。阿斯特朗。12,54。564, a27(2014)。
莫瑟,魏瑞德,李晓明。红巨星的周期间隔。一、旋转解纠缠,揭示岩心结构不连续。阿斯特朗。12,54。584, a50(2015)。
确认
我们感谢法国国家研究机构(ANR)的beam ANR-18- ce31 -0001项目和国家空间研究中心(CNES)的支持。
作者信息
作者和隶属关系
贡献
G.L.发现了三颗不对称分裂的恒星。G.L.和S.D.测量了不对称性和旋转速率。S.D.测量了绝对磁移,并监督了整个项目。J.B.和F.L.发展了用来解释观测结果的理论框架。所有的作者都参与了稿件的撰写。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有竞争利益。
同行评审
同行评审信息
自然感谢Matteo Cantiello, Margarida Cunha和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。同行评审报告是可用的。
额外的信息
出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构附属的管辖权要求保持中立。
扩展的数据图和表
图1权函数形状K(米)是归一化质量的函数。
这个函数K(米)为KIC 11515377代表的恒星模型所示。蓝色阴影区域表示燃烧氢的外壳。垂直虚线对应于主序列开始时初始对流核心的最大范围。
图2 KIC 11515377中复用不对称作为模态频率的函数。
符号具有与图中相同的含义。2.
图3 KIC 7518143的复用不对称随模态频率的变化。
符号具有与图中相同的含义。2.
扩展数据图4 KIC 11515377的扩展échelle图。
符号具有与图中相同的含义。3..
图5 KIC 7518143的拉伸échelle图。
符号具有与图中相同的含义。3..
权利与权限
Nature或其许可方根据与作者或其他权利所有人签订的出版协议,对本文拥有专有权;作者对本文已接受的手稿版本的自我存档完全受此类出版协议条款和适用法律的约束。
关于本文
引用本文
李国强、德休维尔斯、巴洛特、J。et al。红巨星的核心有30到100公斤的磁场。自然61043-46(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-05176-0
收到了:
接受:
发表:
发行日期:
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-05176-0