恒星全球对流的整体表现。图片来源：自然天文学
日本名古屋大学研究团队对恒星内部的高分辨率模拟
该团队开展了迄今为止最细致的恒星内部模拟，推翻了已有 45 年的理论：旧理论认为恒星会在其寿命中出现旋转模式切换——老年恒星的两极旋转速度快于赤道。新研究显示，恒星在整个生命周期里都保持“太阳型”旋转模式，即赤道转速快、两极慢。该发现2026年已发表于《Nature Astronomy》。
1. 太阳型恒星的基本概念恒星种类繁多，尺寸、温度和颜色各异，从红矮星到蓝巨星。研究聚焦的是与太阳质量和温度相似的太阳型恒星——中等尺寸、黄颜色、稳定条件可持续数十亿年，足以让围绕其行星潜在出现生命。
与地球的整体固体旋转不同，太阳由热气体组成，表现为差分旋转：赤道大约 25 天完成一次自转，极地区则约 35 天。
2. 为何科学家预期太阳会“反转”恒星随年龄增长会逐渐减速。科学家曾认为，这种减速会改变内部气体流动模式，最终导致太阳旋转模式的反转：两极旋转快、赤道旋转慢（所谓的“反太阳差分旋转”）。然而，观测并未证实这一预测。
在太阳内部，热气体运动本身使赤道转速快于两极，而磁场在维持这一模式中发挥关键作用。
3. 新模拟揭示磁场与湍流共同阻止了旋转切换共同作者 Hideyuki Hotta（名古屋大学空间‑地球环境研究所教授）指出：“我们发现湍流与磁场这两大过程在恒星生命周期中始终维持赤道转速快于两极，而非仅在年轻时。”
即使恒星减速，磁场的存在——以往低分辨率模拟忽视了这一因素——阻止了旋转模式的逆转。
4. 使用日本“富岳”超级计算机实现高分辨率模拟研究者利用日本最强的超级计算机 Fugaku，对太阳型恒星内部进行极高分辨率模拟。每颗模拟星被划分为 54 亿个网格点。
低分辨率模拟中，磁场会被人为“消失”，其对恒星旋转模式的作用被低估；而在本研究的高分辨率结果中，磁场保持强度并阻止了旋转翻转。
5. 磁场在恒星寿命中的衰减趋势模拟显示，恒星磁场在其整个生命过程中持续减弱，并未在老年出现任何复苏。此前的研究预测，若出现旋转切换，磁场会重新增强。
6. 解决长期未被观测到的“反太阳旋转”难题数十年来，理论模拟一再预测在慢转星中会出现“反太阳旋转”，但天文观测从未发现。观察技术的局限性使问题悬而未决。
共同作者 Yoshiki Hatta 解释：“我们的模拟几乎完美再现太阳的旋转曲线。将其应用于更慢旋转的恒星时，同样符合观测结果，且未出现反太阳差分旋转。”
7. 对恒星学研究的潜在影响修正后的恒星内部认识可帮助科学家破解诸多恒星谜团，例如
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同时可优化恒星演化模型，提升对遥远恒星观测结果的解读。
勇编撰自论文"The prevalence of solar-like differential rotation in slowly rotating solar-type stars".Nature Astronomy.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。
