科學家在小質量恒星對流核超射研究方面獲進展

近期，中國科學院云南天文臺恒星物理組與丹麥奧胡斯大學物理與天文系合作，在小質量恒星對流核超射研究方面獲進展。該研究由張錢生、Joergen Christensen-Dalsgaard和李焱完成，研究結果發表在《皇家天文學會月刊》(MNRAS)。研究利用日震學數據和太陽的中微子流量以及一批Kepler類太陽恒星的星震學數據限制了小質量恒星的對流核超射強度，發現對流核超射混合的擴散系數衰減因子與恒星質量相關。

恒星的對流核超射能增加核反應燃料，顯著增加恒星壽命并造成恒星演化的不確定性，但目前對流核超射的研究還遠遠不充分。一般認為，太陽質量附近的恒星沒有對流核。然而，由于初始氦3的核聚變，在零年齡主序附近會產生一個短暫的對流核。增強對流超射會延長這個對流核的壽命并增大其范圍。如果強度足夠大，太陽內部的對流核甚至可以一直存在到現在。對于類太陽恒星，對流核存在與否及其大小會影響其振動的大小頻率間隔比。

張錢生等人詳細計算了不同超射強度下的太陽模型，與觀測對比太陽模型的日震學數據和中微子流量，可以確定當前的太陽沒有對流核，因而對超射強度做出了可靠的限制。此外，還利用一批Kepler類太陽恒星的星震學數據，計算其理論模型，把模型的大小頻率間隔比與觀測對比，對小質量恒星的超射強度做出了限制。結果發現，質量越大的類太陽恒星，其對流超射擴散系數衰減越慢，超射混合越強。

該工作獲得了中國科學院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金、丹麥國家研究基金、云南省“萬人計劃”和中國科學院西部之光項目等項目的支持。