科学家发现“星震”音乐有助了解银河系演变

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文：陈俊村

科学家发现，有些恒星会因为“星震”（starquake）而发出独特的音乐，就像乐器一样。这有助于人们了解恒星的年龄等属性，乃至于整个银河系的演化过程和历史。

澳洲国立大学在4月2日发布的新闻稿中指出，包括该校科学家在内的一个国际研究团队发现，有些恒星的亮度会随着时间的推移而产生波动，这是持续发生的“星震”引起的。这些波动可以转换为频率，用来确定恒星的年龄和其它属性，例如质量。

这项研究的报告主要撰写人、该校研究人员雷耶斯说，人们可以把恒星想象成乐器，能演奏出独特的旋律：“某些恒星会发生星震，导致持续不断地变亮和变暗循环。藉由仔细观察这些微小的亮度波动，我们可以聆听恒星的音乐节奏。”

她说：“这些波动就像音符，类似于弦的振动或鼓的隆隆声，可以转化为频率。每个频率告诉我们更多关于恒星的大小、化学成分和内部结构的讯息。”

澳洲国立大学网站在4月3日发表了雷耶斯撰写的文章。雷耶斯在文章中解释说，大多数外层像一锅沸水一样冒泡的恒星（例如太阳）都会发生星震。当热气体气泡升起并在表面破裂，随后在整个恒星中产生涟漪，就会使其以特定方式振动。

天文学家可以藉由寻找恒星亮度的细微变化来检测这些发生在特定“共振频率”的振动。在他们研究星团中每颗恒星的频率之后，他们就可以调整出星团的独特“歌曲”。

雷耶斯表示，就像地震可以帮助人们研究地球内部一样，星震会透露出恒星表面下的秘密。恒星“唱歌”的频率由其内部结构和物理特性决定。

较大的恒星会产生较深、较慢的振动，而较小的恒星以较高的音调振动。每颗恒星发出的音符都不只一个。

在这项研究中，研究人员分析了M67星团中大量恒星的星震频率特征。M67星团位于银河系内，距离地球大约3,000光年。

雷耶斯说：“我们研究了这个星团中恒星演化成次巨星（subgiant）和红巨星（redgiant）时发出的频率——这是先前从未被充分探索过的。”

研究人员发现，这个星团中的恒星在其生命中一旦达到某个时点，它们发出的频率特征就会暂时停止，然后像断掉的纪录一样重复这个循环。雷耶斯将这个时点称为“高原”。

雷耶斯说，恒星有好几层，类似洋葱。他们发现，“高原”的发生是由于恒星特定层中的事件以及受恒星质量和金属丰度（metallicity）影响的特定频率造成的。她说：“这意味着我们可以预测恒星生命周期中高原期发生的时间和频率，进而能对目前处于高原期的恒星进行极其精确的年龄估计。”“这项研究帮助我们更好地了解恒星如何演化，并提供了估计它们年龄的新工具，这对于研究我们星系的演化至关重要。”

上述研究成果于4月2日发表在《自然》（Nature）期刊上。

发稿：2025年4月22日