红巨星里面有什么？

一个国际天文学家团队首次弄清楚了红巨星内部的情况。在研究了数十颗红巨星表面之下的情况后，科学家们发现这些物体具有极强的磁场。

为了窥视这些恒星的内部，他们使用了一种名为星震学的技术，该技术利用恒星表面的波来解释深层湍流。这类似于使用声波观察人体内部的医学超声波。科学家们研究了两种不同类型的波：来自内部湍流的压力波（类似于声波）和由不同层的浮力驱动的重力波。不同类型的波可以穿透恒星内部的不同深度。

这一发现将拓展我们对恒星生命和内部机制的理解。这项研究的重点是一种称为红巨星分支 (RGB) 恒星的特殊类型的物体。

RGB 恒星是处于晚期阶段的物体恒星演化。当低质量到中等质量（太阳质量的 0.3 到 8 倍）的恒星耗尽其核心中的氢进行聚变时，它们就会形成。当这种情况发生时，恒星开始在自身重力的作用下收缩。这种自由落体收缩最终会产生足够的压力和热量，开始在核心周围的壳层中进行聚变。聚变的突然重启会产生向外的力，使恒星膨胀。新形成的红巨星拥有稀薄而膨胀的大气层、致密的氦核，半径甚至比原来的恒星大数百倍。

致密的核心使得红巨星成为星震学压力波不会从核心反弹，而是会转化为重力波。这些波穿过恒星内部，导致红巨星以不同的模式振荡。其中一种模式称为偶极模式，可以观察到恒星的一侧变得更亮，而另一侧变得更暗。

研究小组发现，如果恒星内部存在强磁场，引力波就会被困在恒星核心中，研究人员称之为“磁温室效应”。例如，在强磁场存在的情况下，恒星的偶极子模式变化会变得不那么明显。

美国宇航局的开普勒太空望远镜检测到研究小组在几颗红巨星中发现了偶极阻尼模式，并利用数据表明，最有可能的解释是磁温室效应，这种效应是由比地球自身磁场强 1000 万倍的内部磁场产生的。

这项发现意义重大。“据我们所知，这是天文学家首次能够探测和测量恒星核心深处的磁场。这一发现将使我们了解强磁场对恒星生命和（有时是戏剧性的）死亡的影响。”共同领导这项研究的吉姆·富勒博士告诉 IFLScience。

合著者之一马泰奥·坎蒂洛博士补充道：“1926 年，天体物理学家亚瑟·爱丁顿爵士曾哀叹，我们不可能看到恒星内部，他认为那里‘比宇宙中的任何其他区域都更难进行科学研究’。近 90 年过去了，现在我们甚至可以探测到恒星内部难以捉摸的磁场。如果爱丁顿今天还在这里，他会非常惊讶。”

该研究发表在 10 月 23 日的《科学。

^{图片来源：Maxwell Hamilton 拍摄的红巨星，来源Flickr。CC BY 2.0}