天文學家使用新技術探測恆星旋轉有助了解太陽磁場成因

幾個世紀以來，一直觀察到太陽黑子存在，中國天文學家在公元前364年首次提供了書面紀錄。1612年，伽利略觀察到太陽黑子並得出結論，太陽正在旋轉。

但天文學家現在知道恆星不會像固體球一樣旋轉；不同的緯度以不同的速度旋轉，這種現象稱為緯度差分旋轉（latitudinal differential rotation）。在太陽赤道處一個完整的旋轉需要大約二十五天，而較高的緯度旋轉得更慢。在太陽的兩極附近，一次完整的旋轉需要大約三十一天。較差自轉被認為在產生磁場和太陽黑子中起主要作用。

現在，紐約大學，馬克斯普朗克太陽系研究所（Max Planck Institute for Solar System Research）和哥廷根大學（University of Göttingen）的研究人員測量了十三顆恆星的較差自轉模式，其質量與太陽相似，發現赤道速度比預期的要快。

但他們驚訝地發現測得的速度高於太陽觀測到的速度，赤道地區的旋轉速度是高緯度地區的兩倍。數值模型沒有預測到這種差異。

速度是根據恆星外層對流層產生的聲波振動計算出來的。這些振動的頻率用於確定不同緯度區域的旋轉速度。

馬克斯普朗克太陽系研究所主任勞倫特·吉茲（Laurent Gizon）表示，利用美國太空總署刻卜勒（Kepler）任務的觀測資料，我們現在可以用星震學（stars with asteroseismology）探測恆星的內部，並確定它們在不同緯度和深度的旋轉剖面。

恆星太遠了，無法在天文圖像中得到解決，因它們是點狀的。然而，科學家可以使用星震學間接獲得恆星內部的結構。

吉茲指出，這項工作很重要，因為它顯示，星震學具有極大的潛力，可以幫助我們理解恆星的內部運作。關於恆星較差自轉的信息是理解驅動磁場活動過程的關鍵。了解更多關於恆星如何旋轉和產生恆星磁場的知識，可以幫助我們進一步了解太陽發電機，即產生太陽磁場的物理過程。

然而，必須研究更多類似太陽的恆星才能實現這一目標。2026年，歐洲太空總署將發射行星淩日和星震衛星（PLAnetary Transits and Stars of Oscillations of stars，簡稱 PLATO，中文暱稱：柏拉圖），藉由星震學來精確的描繪成千上萬顆明亮的類恆星。大量的統計數據將是研究恆星物理及其演化的關鍵。

【圖、文：節錄自台北天文館之網路天文館網頁】