KIC 11145123：宇宙中最圆的恒星

2022年8月30日上午9:16 • 科学 • 阅读 1226

KIC 11145123是一颗明亮的A型恒星，距离地球4,000光年。它是比太阳更古老的恒星。事实上，它几乎已经走到了生命的末期，在这颗恒星的中心只有不到5%的氢元素，也就是说这颗恒星在主序星中的时间已经不多了，即将要耗尽核心的氢燃料。

KIC 11145123比太阳还热，表面有效温度为8,050K，而太阳为5,772K。它也更大（2.24个太阳半径）和更大的质量（1.46个太阳质量）。然而，它的自转速度比太阳慢四倍（大约400多米/秒，和地球自转速度差不多），需要100天在赤道旋转一圈，而太阳只需要25天多一点。

开普勒太空望远镜连续观测了KIC 11145123近四年，并以非常高的精度测量了它的亮度变化。开普勒记录的非常规律的微小振荡使研究人员能够了解关于这颗恒星许多特性。事实上，亮度的变化是恒星脉动的结果：一系列有规律的谐波振荡，它们穿过恒星就像地震波穿过地球内部一样，使我们的星球产生共振。记录地震产生的地震波使地震学家能够绘制出我们星球的内部结构图。类似的，在恒星的微小亮度变化中回响的脉冲使天文学家能够绘制出它的形状和内部结构。天体物理学的一个完整分支，称为星震学，是建立在对如此小的光度变化的研究之上的。

由于最近在星震学方面取得的进展，科学家能够以非凡的精度确定KIC 11145123的形式，远高于直接观察所能达到的精度。事实上，恒星都离得很远，即使使用最强大的望远镜也无法分辨它们的形状（参宿四除外，哈勃能够直接获得圆盘的图像）。

为了观察恒星的形状，天文学家使用一种称为干涉测量法的特殊技术，但只能用于最近的恒星。例如，借助干涉测量法，人们发现牵牛星（牛郎星）和织女星这两颗A型恒星，如KIC 11145123，是扁圆形的（即，它们的极径小于赤道的极径，这是由于它们快速产生的离心力导致的）。

但KIC 11145123距离太远，即使使用干涉仪也无法观察到它的圆盘。另一方面，星震学被证明如此强大，以至于研究人员即使在无法直接观察的情况下也可以获得关于恒星形状的完美知识。KIC 11145123的谐波脉动通过数学关系联系起来，使研究人员能够区分与之相关的恒星纬度。知道了振荡的周期、它们的纬度和恒星半径，就可以准确地推导出赤道半径和极地半径之间的比率。

经过计算以后科学家惊奇的发现KIC 11145123赤道半径和极地半径之间的比率非常平衡，以至于赤道半径和极半径之间的差等于(1.8±0.6)×10-6，即100万分之1.8。根据估计的KIC 11145123半径，即156万公里，这一差异仅对应2.7±0.9公里。简而言之，KIC 11145123几乎是完美的球形，其水平远高于太阳，而太阳是之前已知的最球形的恒星。事实上，太阳的极地半径和赤道半径之间的差异是10公里，即比KIC 11145123的两个半径之间的距离大三倍以上。太阳也比这颗恒星小2.24倍，这使得它的两个半径之间的差异成比例地变大了。

当然，在这项星震学研究中选择KIC 11145123并不是随机的。100天的旋转周期表明离心力最小，因此有可能找到相应的低极性扁平化。然而，它的球形度甚至比基于它的旋转速度所预期的还要高。该研究的作者假设，这种几乎完美的球形度的原因在于可能存在弱赤道磁场，这会影响恒星脉动传播的速度，从而略微改变对恒星极地半径和赤道半径之间比率的估计。

当然，虽然KIC 11145123确实非常圆，但是要说宇宙中最圆的天体应该是中子星，中子星以其强大的引力，使得它成为非常接近于最完美的圆球形状，特别是一些自转速度比较慢的中子星，上面的凹凸可能是微米级别的。

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