科学家表明太阳的磁活动影响了确定其地震年龄的过程

研究人员展示太阳的磁活动影响了其地震年龄的测定

国际天文学家团队发现，太阳的磁活动对其地震特征具有显著影响，与以往研究的预测相反。重要数据，如其大小、年龄和化学成分都依赖于这一活动。

这些结果为深入研究磁活动的性质及其对恒星振荡的影响铺平了道路。该研究发表在《天文学与天体物理学杂志》上。

地震学（或者在太阳的情况下是日周边地震学）是天文学中一个迷人的分支，它研究恒星的振荡。

“要理解它，你必须将恒星想象成一个不断运动的大气球。在这颗恒星的内部，有波动或脉动使得它振动，有点像乐器里共鸣的声音，”日内瓦大学科学系天文学部的博士后研究员、该研究的第一作者Jérôme Bétrisey解释道。

“这些振动导致恒星的表面略微移动并定期改变亮度。借助非常精密的仪器，我们可以从地球或空间探测到这些亮度的变化，”研究人员继续说道。

聆听星星的交响曲

通过观察这些变化，研究人员可以从中了解恒星的内部结构，并确定重要特征，例如其大小、年龄、化学成分或者处于恒星生命周期中的阶段。对恒星特征的准确理解是至关重要的，除其他外，还可以用来确定其周围行星的性质或者重建银河的历史。

尽管在最近几十年取得了一些重大成功，地震学也显示出观测结果与恒星内部工作的理论模型预测之间存在显著差异。

多年来，各种方法已被开发用来减少这些差异，但成功程度层次不一。然而，目前没有一种方法考虑到恒星的磁活动及其对结果的影响被认为是微不足道的。

Bétrisey领导的国际团队刚刚证明了相反的情况。他们已经确定，由于日周期活动水平的不同，通过日周边地震学测定的太阳年龄会有显著变化。

举个例子，太阳约46亿年，观测到日最小值和最大值之间的变化高达3亿年。尽管与太阳的年龄相比，这些变化似乎很小，但在未来太空任务实现的精度水平下，这些变化就不容忽视了。

为更好地理解磁活动对太阳的影响，科学家们分析了26.5年的太阳数据，覆盖了两个完整的活动周期。他们将这些数据分成大约90个小的一年系列，每隔三个月。对每个系列进行了地震分析，以测量太阳基本特性的演变，例如其质量、半径和年龄。

使用了两个独立的数据集来验证结果的稳健性。其中一个来自伯明翰大学地面望远镜网络BiSON（伯明翰太阳振荡网络），另一个来自自1990年代中期以来一直环绕太阳运行的SOHO（太阳和日球层观测卫星）卫星上的GOLF（低频全球振荡）仪器。

无论测试的配置如何，通过日周边地震学测定的太阳年龄与日周期活动水平相关。他们测得的日最小和最大期间的变化平均约为6%，从未来太空任务分析其他类似恒星时，在精度方面是非常显著的。

例如，PLATO（星球凌日和恒星振荡）任务旨在实现对类似太阳的恒星的10%精度。

GOLF和BiSON数据的研究也表明，活动周期对地震年龄的影响在两个研究的活动周期中更活跃的那个更加显著。这一结果从物理角度来看是合理且符合预期的。

“然而，太阳并不是一颗特别活跃的恒星，这表明磁活动的影响可能对PLATO将探测到的更活跃的恒星来说非常显著”，Bétrisey补充道。