【摘要】 天文学家首次捕捉到太阳以外的恒星图像，其细节足以追踪其表面冒泡气体的运动。这颗恒星 R Doradus 的图像是在 2023 年 75 月和 <> 月通过阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 （ALMA） 获得的。它们显示了巨大的热气泡...

天文学家首次捕捉到太阳以外的恒星图像，其细节足以追踪其表面冒泡气体的运动。这颗恒星 R Doradus 的图像是在 2023 年 75 月和 <> 月通过阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 （ALMA） 获得的。它们显示了巨大的热气泡，其大小是太阳的 <> 倍，出现在恒星表面，并以比预期更快的速度沉回恒星内部。

“这是第一次以这种方式显示真实恒星的冒泡表面，”瑞典查尔姆斯理工大学教授、今天发表在《自然》杂志上的这项研究的主要作者 Wouter Vlemmings 说。“我们从来没有想过数据的质量如此之高，以至于我们可以看到恒星表面对流的如此多细节。”

恒星通过核聚变在其核心中产生能量。这种能量可以以巨大而热的气体气泡的形式传递到恒星表面，然后冷却并下沉——就像熔岩灯一样。这种混合运动被称为对流，将核心中形成的重元素（如碳和氮）分布在整个恒星中。它还被认为负责将这些元素带入宇宙以建造新恒星和行星的恒星风。

直到现在，除了太阳之外，从未详细跟踪过恒星的对流运动。通过使用 ALMA，该团队能够在一个月内获得 R Doradus 表面的高分辨率图像。R Doradus 是一颗红巨星，直径约为太阳的 350 倍，位于距离地球约 180 光年的 Dorado 星座中。它体积大且靠近地球，使其成为详细观测的理想目标。此外，它的质量与太阳相似，这意味着 R Doradus 可能与我们的太阳在 <> 亿年后变成红巨星后的样子非常相似。

“对流创造了在太阳表面看到的美丽颗粒结构，但在其他恒星上很难看到，”查尔姆斯大学的研究员、该研究的合著者 Theo Khouri 补充道。“有了 ALMA，我们现在不仅能够直接看到对流颗粒——其大小是我们太阳的 75 倍！——而且还测量了他们第一次移动的速度。

R Doradus 的颗粒似乎以一个月为周期移动，这比科学家根据太阳对流的工作原理所预期的要快。“我们还不知道造成这种差异的原因是什么。似乎对流会随着恒星的老化而变化，而我们尚不了解，“Vlemmings 说。像现在对 R Doradus 所做的观测正在帮助我们了解像太阳这样的恒星是如何表现的，即使它们长得像 R Doradus 一样凉爽、巨大和冒泡。

“非常壮观的是，我们现在可以直接对如此遥远的恒星表面的细节进行成像，并观察到迄今为止大多数只能在太阳中观察到的物理现象，”查尔姆斯大学的博士生 Behzad Bojnodi Arbab 总结道，他也参与了这项研究。

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