天体物理学家模拟恒星声音来揭示其秘密！

声音可能无法在真空中传播，但这并不能阻止恒星发出亚音速的交响乐，因为它们的核熔炉会产生复杂振动，望远镜可以通过恒星表面亮度或温度的波动来观测这些振动。了解这些振动，我们就能更多地了解恒星的内部结构，否则就看不见了。

威斯康星大学麦迪逊天文系的研究生杰奎琳戈尔茨坦说：大提琴听起来像大提琴，因为它的大小和形状，恒星的振动也取决于大小和结构。在研究工作中，戈德斯坦通过开发软件来模拟不同的恒星及其频率，研究恒星结构和振动之间的联系。

当将模拟结果与真实的恒星进行比较时，戈德斯坦可以改进她的模型，并通过观察恒星的细微声音。随着频率在几分钟到几天内重复出现，必须将恒星振动加速一千到一百万次，才能使它们进入人类的听觉范围。这些混响可能最准确地被称为星震，以它们在地球上的地震表亲命名，这个研究领域叫做天体地震学。当恒星将氢熔合成核心中较重的元素时，热等离子气体会发生振动，导致恒星闪烁。这些波动可以告诉研究人员恒星的结构以及它将如何随着恒星年龄的增长而变化。

戈尔茨坦研究的恒星比太阳还要大，这些大质量会爆炸，会形成黑洞、中子星以及宇宙中所有构成行星的重元素，从本质上说，还会形成新生命。我们想了解它们是如何运行的，以及它们如何影响宇宙的演化，所以这些都是大问题。戈尔茨坦与天文学教授里奇·汤森(Rich Townsend)和艾伦·茨维贝尔(Ellen Zweibel)合作，开发了一个名为GYRE的程序，与模拟恒星的程序MESA相连接。戈德斯坦利用这个软件构建了各种恒星的模型，以观察振动对天文学家来说可能是什么样子，然后检查模拟和现实的匹配程度。当把预测的振动模式和观察到的振动模式进行比较时，如果它们是相同的，那么很好，恒星内部就像那些真实恒星的内部一样。

如果它们是不同的，通常情况下，这给我们提供了信息，需要改进我们的模拟和测试。GYRE和MESA都是开源程序，这意味着科学家可以自由访问和修改代码。每年，约有40至50人参加加州大学圣巴巴拉分校(University of California, Santa Barbara)梅萨暑期学校(MESA summer school)，学习如何使用该项目，并进行头脑风暴改进。Goldstein和团队从所有这些建议修改和修复MESA和他们自己程序中错误的用户中获益。也得到了另一群科学家——行星猎人的支持。有两件事可以使恒星的亮度波动：内部振动或行星经过恒星前，随着对系外行星研究不断增加

Goldstein获得了大量关于恒星波动的新数据，这些数据来自于对遥远恒星的调查。最新的系外行星搜寻者是一架名为TESS的望远镜，该望远镜于去年发射进入轨道，对距离地球最近、最亮的20万颗恒星进行了观测。苔丝号（TESS）所做的就是看着整个天空，因此，将能够对我们周围所能看到的所有恒星，判断它们是否在振动。如果是的话，就能研究它们的振动，了解地表下发生了什么。Goldstein现在正在开发一个新的GYRE版本来利用TESS数据。有了它，将开始模拟这支强大的恒星乐队。通过这些模拟，我们也许能够通过监听来收集更多关于我们宇宙邻居的信息。