2022-11-02
近日，山西大学理论物理研究所讲师牛家树及其合作者太原师范学院物理系讲师薛会芳共同在国际天文学顶级期刊《Astrophysical Journal Letters》上以快报形式发表了题为“A Rapidly Evolving High-amplitude δ Scuti Star Crossing the Hertzsprung Gap”的研究成果。该研究成果被审稿人评价为是“非常重要”且“极端新颖”的，一经发表就受到了业界的广泛关注。
由于恒星演化和人类文明在时间尺度上的巨大鸿沟，除了像超新星爆发这类恒星演化中的特殊节点，人类在绝大多数时候都无法目睹恒星演化产生的效应。然而，在恒星演化的某些特殊阶段，我们将有可能目睹其演化过程。当一颗恒星离开主序，其内部的氢核将逐渐变成氦核，而发生的氢核聚变将转移到壳层中。在赫罗图上，这种演化阶段的恒星将快速穿过所谓“赫氏缝隙”，这个阶段也成为恒星一生当中演化最快的阶段之一。
在该项研究中，牛家树与薛会芳通过星震学的方法给恒星KIC 6382916“把脉”，确定了其拥有一个氦核和燃烧的氢壳层，并且正在快速演化通过所谓的“赫氏缝隙”，使其成为一颗在人类短暂的生命周期内就能被目睹到快速演化的恒星。在研究过程中，他们在国际上首次引入的“相互作用图谱”可以对各类独立和组合的脉动模式进行系统分类，为星震学未来的发展提供了一种有力的工具。同时，他们在国际上提出的新脉动模式——“共振融合模式”，为脉动模式频率和振幅的变化提供了一套理论框架。
《The Astrophysical Journal》由美国天文学会于1895年创办，该杂志发表世界上最具原创性的天体物理前沿研究成果。著名的物理学家、诺贝尔奖获得者钱德拉塞卡曾长期担任该杂志主编。20世纪以来天文学领域诺贝尔物理学奖的原始成果，几乎全部发表在《The Astrophysical Journal》上。在2020年《Nature》的一篇报道中，对于从1995至2017年所有诺贝尔物理学奖原始成果的发表期刊进行统计后得出：《The Astrophysical Journal》排在《Physical Review Letters》之后，成为贡献诺贝尔物理学奖原始成果第二多的学术期刊（排在第三和第四位的分别是《Science》和《Nature》）。该杂志对全世界的天文学研究产生了持久而深远的影响。
牛家树为这篇快报的独立第一作者及通讯作者，薛会芳为唯一合作者。该项工作得到了国家自然科学基金青年项目、国家自然科学基金理论物理平台项目，山西省应用基础研究计划项目和山西省高等学校科技创新项目的支持。（通讯员：山西大学 张颖）
