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近期，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)孔大力研究員在旋轉(zhuǎn)天體內(nèi)部動(dòng)力學(xué)研究中取得突破性進(jìn)展，揭示了幾何形狀對(duì)于建立流體的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定分層模型是至關(guān)重要的因素。

恒星與行星的內(nèi)部既存在對(duì)流區(qū)，也普遍存在穩(wěn)定分層，譬如大質(zhì)量恒星的外部輻射包層、中小質(zhì)量恒星的中心輻射區(qū)、氣態(tài)行星內(nèi)部重元素富集核心、類(lèi)地行星的核幔邊界層，以及行星中高層大氣等。

在這些穩(wěn)定分層中可能存在多種類(lèi)型的流體運(yùn)動(dòng)，例如較差自轉(zhuǎn)、子午環(huán)流、熱風(fēng)。這些流動(dòng)可能進(jìn)一步產(chǎn)生湍流、化學(xué)組分混合甚至是磁場(chǎng)發(fā)電機(jī)過(guò)程，因此對(duì)恒星與行星的能量傳遞、物質(zhì)輸運(yùn)和演化路徑會(huì)產(chǎn)生極為重要的影響。

20世紀(jì)80年代后，一系列專(zhuān)家的研究逐漸展示了斜壓狀態(tài)是恒星與行星內(nèi)部穩(wěn)定分層區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生較差自轉(zhuǎn)、子午環(huán)流和湍流的原因。20世紀(jì)90年代后，這種斜壓流動(dòng)機(jī)制被廣泛地應(yīng)用在了恒星和氣態(tài)行星演化模型的計(jì)算中。

中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)行星物理與磁流體力學(xué)課題組孔大力研究員通過(guò)理論推導(dǎo)與數(shù)值計(jì)算深入分析了旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定分層流體內(nèi)的斜壓條件。他發(fā)現(xiàn)很多前期的研究為了方便分析，總是忽略旋轉(zhuǎn)離心力的影響，因而近似采用球形形狀來(lái)描述一顆恒星。

“但對(duì)于一顆旋轉(zhuǎn)的天體，離心力總會(huì)使得它由球形變成一個(gè)稍有些扁的橢球，研究結(jié)果證明，這其實(shí)是一個(gè)不可以輕易忽略或近似的條件?！笨状罅ρ芯繂T表示。

這次開(kāi)創(chuàng)性的研究成果既為研究橢球幾何中旋轉(zhuǎn)對(duì)流不穩(wěn)定性提供了必要的背景參考態(tài)，也對(duì)大質(zhì)量輻射平衡恒星的演化研究有重大的意義?？状罅ρ芯繂T還指出，這一研究成果意味著現(xiàn)有的恒星演化或氣態(tài)行星內(nèi)部動(dòng)力學(xué)理論存在比較重大的缺陷，有待于進(jìn)一步的理論修正與觀測(cè)驗(yàn)證。

（總臺(tái)央視記者 竇筠韻 張峻赫）