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Dec. 08 2024

XX Trianguli:揭示紅巨星星斑活動的混沌奧秘

  • 同時展示XX Tri四種不同的投影方式。在第一行由左至右為等距麥卡托投影、艾托夫投影和北極點。第二行為特定旋轉相位的投影。表面顏色根據色條中定義的溫度進行上色,較暗表示較冷。圖片來源:Strassmeier, K.G. et al.(2024)

    同時展示XX Tri四種不同的投影方式。在第一行由左至右為等距麥卡托投影、艾托夫投影和北極點。第二行為特定旋轉相位的投影。表面顏色根據色條中定義的溫度進行上色,較暗表示較冷。圖片來源:Strassmeier, K.G. et al.(2024)

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今年12月於《自然通訊》(Nature Communications)的一篇研究發表對紅巨星XX Trianguli(XX Tri)長達16年的表面斑點分佈觀測數據,XX Tri的星斑活動揭示了一種非周期性、混沌的行為,與太陽的11年磁場週期形成鮮明對比。這項研究基於STELLA機器人天文台穩定的自動化觀測,在16年收集的超過2000份光譜數據,並運用都卜勒成像技術重建了2006至2022年間的星斑分佈圖。

XX Tri是一顆K0紅巨星,位於630光年之外,其質量約為太陽的1.1倍,半徑約為太陽的10倍,表面溫度約為4630K,自轉一周約24天。早期研究發現其表面存在巨大的星斑,面積達到太陽最大黑子群的1萬倍,甚至能覆蓋整個太陽表面,因而被稱為「天空中星斑最多的恆星」。

研究團隊利用STELLA機器人天文台穩定的自動化觀測與都卜勒成像技術,透過分析光譜線輪廓的擾動重建恆星表面溫度分佈圖。結果顯示XX Tri的高緯度區域布滿冷斑,溫差達1000K,甚至延伸至恆星的兩極,而低緯度幾乎沒有星斑。這些觀測結果顯示,XX Tri的星斑活動模式與太陽黑子的周期性「蝴蝶圖」完全不同。此外,XX Tri表面巨大的星斑導致其光中心相對於幾何中心發生位移,最高偏移量達恆星半徑的10%。這種位移對於精確測量恆星位置(如蓋亞衛星的視差測量)和探測系外行星造成挑戰,尤其是當星斑和行星效應具有相似周期時,更難區分兩者的差別,甚至無法實現。

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XX Tri的星斑活動被認為是由非周期性、混沌的發電機機制驅動,與太陽穩定的周期行為不同,這種混沌行為可能來自紅巨星與太陽在內部結構上的差異。研究團隊表示,XX Tri的後續觀測仍在進行,將結合更多觀測資料進一步探索其混沌發電機的運作原理。同時,這項研究也為星斑效應如何影響系外行星探測提供了新的方向,未來可能進一步促進恆星磁場與行星形成的交叉研究。

 

 

資料來源:Phys.orgLeibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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