科學家發現“星震”音樂有助了解銀河系演變

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文：陳俊村

科學家發現，有些恒星會因為“星震”（starquake）而發出獨特的音樂，就像樂器一樣。這有助於人們了解恒星的年齡等屬性，乃至於整個銀河系的演化過程和歷史。

澳洲國立大學在4月2日發布的新聞稿中指出，包括該校科學家在內的一個國際研究團隊發現，有些恒星的亮度會隨著時間的推移而產生波動，這是持續發生的“星震”引起的。這些波動可以轉換為頻率，用來確定恒星的年齡和其它屬性，例如質量。

這項研究的報告主要撰寫人、該校研究人員雷耶斯說，人們可以把恒星想象成樂器，能演奏出獨特的旋律：“某些恒星會發生星震，導致持續不斷地變亮和變暗循環。藉由仔細觀察這些微小的亮度波動，我們可以聆聽恒星的音樂節奏。”

她說：“這些波動就像音符，類似於弦的振動或鼓的隆隆聲，可以轉化為頻率。每個頻率告訴我們更多關於恒星的大小、化學成分和內部結構的訊息。”

澳洲國立大學網站在4月3日發表了雷耶斯撰寫的文章。雷耶斯在文章中解釋說，大多數外層像一鍋沸水一樣冒泡的恒星（例如太陽）都會發生星震。當熱氣體氣泡升起並在表面破裂，隨後在整個恒星中產生漣漪，就會使其以特定方式振動。

天文學家可以藉由尋找恒星亮度的細微變化來檢測這些發生在特定“共振頻率”的振動。在他們研究星團中每顆恒星的頻率之後，他們就可以調整出星團的獨特“歌曲”。

雷耶斯表示，就像地震可以幫助人們研究地球內部一樣，星震會透露出恒星表面下的秘密。恒星“唱歌”的頻率由其內部結構和物理特性決定。

較大的恒星會產生較深、較慢的振動，而較小的恒星以較高的音調振動。每顆恒星發出的音符都不只一個。

在這項研究中，研究人員分析了M67星團中大量恒星的星震頻率特征。M67星團位於銀河系內，距離地球大約3,000光年。

雷耶斯說：“我們研究了這個星團中恒星演化成次巨星（subgiant）和紅巨星（redgiant）時發出的頻率——這是先前從未被充分探索過的。”

研究人員發現，這個星團中的恒星在其生命中一旦達到某個時點，它們發出的頻率特征就會暫時停止，然後像斷掉的紀錄一樣重復這個循環。雷耶斯將這個時點稱為“高原”。

雷耶斯說，恒星有好幾層，類似洋蔥。他們發現，“高原”的發生是由於恒星特定層中的事件以及受恒星質量和金屬豐度（metallicity）影響的特定頻率造成的。她說：“這意味著我們可以預測恒星生命周期中高原期發生的時間和頻率，進而能對目前處於高原期的恒星進行極其精確的年齡估計。”“這項研究幫助我們更好地了解恒星如何演化，並提供了估計它們年齡的新工具，這對於研究我們星系的演化至關重要。”

上述研究成果於4月2日發表在《自然》（Nature）期刊上。

發稿：2025年4月22日