恒星黑子的多普勒成像 |
2016-01-05 | 作者: | 【大 中 小】 【打印】 【关闭】 |
恒星黑子类似于太阳黑子,由恒星磁场活动产生,位于恒星光球层表面。当恒星磁场足够强,以至于阻碍了恒星由内向外的能流时,就会使表面局部产生低温区域,就是恒星黑子。最早,人们为了解释恒星的异常光变曲线提出了恒星表面存在黑子的假设。到了二十世纪, Kron(1947)观测到食双星光变曲线中存在无法解释的部分,提出了恒星黑子的想法。后来,Hall(1972)利用黑子模型成功解释了这样的现象。之后,恒星黑子的存在,得到了大量观测研究的证实。 由于恒星距离遥远,以目前的观测技术,难以像太阳一样直接获取其表面图像,只能通过间接的手段,主要包括测光和分光。多普勒成像技术就是一种利用恒星高色散光谱进行表面图像重建的技术,和测光相比可以获得更为精确的黑子分布信息。对于高速自转的恒星,谱线展宽由自转主导。如果黑子存在,会使其谱线轮廓产生畸变,畸变的大小与位置,取决于黑子温度、尺寸与位置。利用时序谱线轮廓,便可以反演出黑子在恒星表面的分布情况。Vogt & Penrod(1983)最早提出了恒星黑子多普勒成像的方法。之后二十几年里,恒星黑子多普勒成像技术得到逐渐完善,目前已经成为研究恒星黑子的主要方法。 利用多普勒成像技术研究恒星黑子的意义主要有: (1)恒星黑子可以作为恒星表面的示踪物,通过获取不同纬度黑子的分布信息,可以确定恒星较差自转的大小以及恒星子午环流,这些信息都是构造恒星发电机理论所必须的。 (2)恒星黑子是磁活动的表征,黑子的形成、演化都与恒星磁场活动密切相关。因此,通过对于恒星黑子寿命、分布规律、活动周期的观测,可以研究恒星磁活动的规律,限制恒星发电机模型。 (3)目前的恒星发电机理论,主要来自太阳物理的相关理论。然而,观测表明无论是完全对流还是具有对流包层的冷星,都具有丰富的磁活动。因此,对于其他恒星的黑子活动研究可以完善和发展天体发电机理论。 |