據外媒報導，天文學家通常會把大質量恆星稱作是宇宙的化學工廠。它們通常會在壯觀的超新星中結束生命，這些事件則造就了元素週期表上的許多元素。元素核如何在這些巨大的恆星中混合對我們理解它們在爆炸前的演化有著重大的影響。

對於研究它們的結構和進化的科學家來說，這也代表著最大的不確定性。

由加州大學聖巴巴拉分校的卡弗里理論物理研究所的博士後學者May Gade Pedersen領導的一組天文學家現在已經通過觀察恆星內部的波來測量了這些恆星的內部混合。雖然科學家們以前使用過這種技術，但這篇論文標誌著首次在如此大的一群恆星上同時實現這一目標。發表在《Nature Astronomy》上的研究結果顯示，恆星內部的混合非常多樣化，跟恆星的質量或年齡沒有明顯關係。

恆星生命中的大部分時間都是在其核心深處將氫聚變為氦。然而大質量恆星的聚變如此集中在中心，這就導致了一個類似於一鍋沸水的湍流對流核心。對流及其他過程能有效地從核心清除氦灰並從外殼取代它的氫氣。這使得恆星的壽命比預期的要長得多。

天文學家認為這種混合來自於各種物理現象，如內部旋轉和由對流核心激發的等離子體內部地震波。然而這一理論在很大程度上仍然不受觀測的限制，因為它發生在恆星的深處。也就是說，有一種間接的方法可以觀測恆星：星震學，即研究和解釋恆星振蕩的學科。這種技術類似於地震學家利用地震探測地球內部的方法。

Pedersen表示：“恆星振蕩的研究挑戰了我們對恆星結構和進化的理解。它們讓我們可以能直接探測恆星的內部，並跟我們的恆星模型的預測進行比較。”

Pedersen和她來自魯汶大學、哈瑟爾特大學和紐卡斯爾大學的合作者們已經能利用星震學得出這樣的恆星集合的內部混合。這是第一次實現這樣的壯舉，而且可能要感謝26顆緩慢脈動的B型恆星的新樣本，這些B型恆星已經從NASA的開普勒任務中識別出了恆星振盪。

緩慢脈動的B型恆星的質量是太陽的3到8倍。它們在12小時到5天的時間尺度上膨脹和收縮，亮度變化可達5%。Pedersen解釋稱，它們的振盪模式對靠近核心的條件特別敏感。

Pedersen指出：“恆星內部的混合現在已經被觀測到，結果在我們的樣本中是多樣化的，一些恆星幾乎沒有混合，而另一些則顯示出100萬倍的水平。”這種多樣性被證明跟恆星的質量或年齡無關，相反，它主要受到內部旋轉的影響–儘管這不是唯一的影響因素。

另外Pedersen還補充稱：“這些星震研究結果最終讓天文學家改進了大質量恆星內部混合的理論，迄今為止，該理論仍未通過直接來自恆星內部的觀測來校準。”

據悉，天文學家測量恆星振蕩的精度直接取決於觀察恆星的時間長短。把時間從一個晚上增加到一年會使振動頻率的測量精度增加一千倍。

目前可用的最佳數據來自開普勒太空任務，該任務連續4年觀察了天空的同一塊區域。緩慢脈動的B型恆星是望遠鏡觀測到的質量最大的脈動恆星。雖然它們中的大多數都太小、不足以成為超新星，但它們的內部結構跟質量更大的恆星化學工廠相同。Pedersen希望從B型恆星研究中獲得的見解將有助於揭示質量更大的O型恆星的內部工作方式。

她計劃利用NASA的凌日系外行星勘測衛星(TESS)的數據來研究OB關聯中的振盪大質量恆星群。這些恆星群由10到100多顆質量在3到120太陽質量之間的大質量恆星組成。她指出，OB星系中的恆星來自於相同的分子云且年齡相似。恆星的大樣本以及它們共同年齡的限制為研究大質量恆星的內部混合特性提供了令人興奮的新機會。

除了揭示隱藏在恆星內部的過程之外，對恆星振蕩的研究還可以提供關於恆星其他特性的信息。

“恆星振盪不僅讓我們能研究恆星的內部混合和旋轉，而且還能確定恆星的其他屬性如質量和年齡。雖然這兩個都是最基本的恆星參數，但它們也是一些最難測量的參數， ”Pedersen說道。