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神奇!科学家制作模拟动画展示星体内部构造

2015-12-15 11:42 来源: 环球网  

  据英国《每日邮报》12月8日报道,德克萨斯高级计算中心通过演算法生成了星体内部的复杂扰动状况动画模拟,此模型有助于了解星体运转、年龄以及磁场的关系问题,也进一步揭示出星体自转速度、星体质量以及星体年龄三者之间的数学关系。

  德克萨斯大学的研究者们制作的模型显示,太阳质量相当的星体,其自转速度可达太阳的五倍之多。动画模型也展示出,在星体中心高温状况下,等离子区内部扰动情况。据悉,星体表面看似平静,实则表现为强烈的内部动荡。如今,研究者们已成功制作出这些内部风暴的计算机动画显示,以此揭示星体的运行模式。科学家们也期望,这种动态展示模型可以帮助更好的了解星体之间的运转,年龄以及巨大磁场之间的关系。

  德克萨斯高级计算中心Range超级计算机通过演算法生成了星体内部的复杂扰动动画模拟。美国国家科学基金会发布了这些动画影像。并揭示出星体内部的剧烈动荡是由星体中心的高温所致。温度最高的星体可达几乎55,500摄氏度(约10万华氏度),此温度远远超过地球上已知的任何事物。这些内部的风暴动荡也称作对流运动,来自于星体中心深处的灼热温度。

  除了星体中心的剧烈扰动外,星体也同时进行自转运动,星球年龄越小,自转速度则越快。这一系列的自转运动以及内部扰动也相对给磁场提供了能量。

  一月份,美国科学家首次测量出了年龄超过十亿年星体的自转速度。科学家们表示,关于自转速度的发现有助于推测宇宙间不同星体的年龄,并且也帮助科学家们正确定位太空生命体的存在信息。

  科学家们所用方法可以精确到星体实际年龄的10%,适用于冷星。这些冷星在宇宙间存在有相当长时间,与开普勒探测器发现的类地行星共存。知晓星体年龄与寻觅太阳系外的外星生命也是息息相关的。

  星体的自转速率是由其年龄决定的,如同桌子上旋转的陀螺一般,随着时间的推移,其自转速度会逐步缓慢,同时,星体自转速度也与其自身质量相关,天文学家发现,体积和质量更大的星体自转速度会更快。

  此项最新成果显示,星体质量、自转以及年龄三者之间存在密切的数学关系,如果前两者计算出来,年龄问题便不在话下。德国莱布尼茨天体物理学研究所Sydney Barnes也提到,“现今,通过研究调查,我们已经定义出了质量,自转速率以及年龄之间的关系,并且可以计算出单一星体的年龄。”

  为了计算出一星体的自转速度,天文学家们研究星体表面由黑斑所致的亮度变化,这些黑斑与太阳黑子相似。与太阳不同的是,对于距离较远的星体,其亮度会很难分辨,天文学家也不能直接判断具体的黑子变化。相反,他们发现,在黑子出现时,星体亮度慢慢变暗,黑子消失后又恢复光亮。仅有的这些变化也很难计算测量,因为有的星体亮度几乎不会有太大变化,而且黑子经过星体表面的周期也很长。据悉,今年年初,美国宇航局的开普勒飞船团队成功提供了星体亮度的相关精确测量数据。(实习编译:郭柯审稿:陈薇)

  

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