大质量恒星中的低频光变：核心产生还是表面现象？

Bowman 等人（2019）报告了在 K2 和 TESS 观测的 164 颗 O 型和 B 型恒星中发现的低频测光光变。他们将这种运动解释为内部重力波，这些波可能由这些恒星核心的对流随机激发。在大质量恒星中探测到内部重力波将有助于区分具有对流核心或辐射核心的大质量恒星，确定核心大小，并将为大质量恒星的结构和演化提供重要约束。在这项工作中，我们研究了核心对流产生的内部重力波的观测特征。我们计算了波传递函数，它将辐射区底部的内部重力波振幅与表面光度变化联系起来。对于频率 $\lesssim 1 \, {\rm d}^{-1}$，该传递函数变化可达多个数量级，并且在 $1 \, {\rm d}^{-1}$ 附近由于驻波模式而具有规则间隔的峰值。这与观测到的光谱不一致，后者具有平滑的“红噪声”轮廓，没有预测的规则间隔峰值。波传递函数仅在波保持主要线性的情况下才有意义。我们接下来证明情况确实如此：低频行波除非其光度超过恒星的辐射光度，否则不会破碎；并且，在高频下观测到的光度波动非常小，以至于驻波模式对非线性不稳定性是稳定的。这些简单的计算表明，在大质量恒星中观测到的低频测光光变并非源于这些恒星核心产生的内部重力波。我们最后讨论了（亚）表面对流，它在低质量恒星中产生低频光变，与 Bowman 等人（2019）在更高质量恒星中观测到的非常相似。