类日恒星释放超级耀斑,犹如“太空烟火表演秀”

2021/12/14 10:46:56 来源:新浪科技 作者:叶倾城 责编:长河

北京时间 12 月 14 日消息,据国外媒体报道,近年来,天文学家在持续监控一个距离地球几十光年的恒星系统,他们首次观测到一场令人不安的“太空烟火表演”:一颗名为 EK Draconis 的恒星喷射出巨大的能量和带电粒子,其威力比科学家们在太阳系内观测到的任何能量现象更大

▲ 一颗名为 EK Draconis 的恒星喷射出巨大的能量和带电粒子,其威力比科学家们在太阳系内观测到的任何能量现象更大。

美国科罗拉多大学博尔德分校天体物理学家 Yuta Notsu 等人,将这项最新研究报告发表在 12 月 9 日出版的《自然天文学杂志》上,该研究探索了一种被称为“日冕物质抛射”的恒星现象,有时也被称为太阳风暴。Yuta Notsu 解释称,太阳定期喷射此类物质 —— 它们是由极热的粒子云或者等离子体组成,以每小时数百万公里的速度在太空中飞驰,而且该现象可能是个坏消息:如果日冕物质抛射击中地球,地球可能被摧毁,日冕物质抛射会对地球和人类社会产生严重影响。据悉,Yuta Notsu 多年从事天文观测分析工作,他是科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室(LASP)和美国国家太阳天文台的研究助理员。

这项最新研究是由日本国家天文台科学家 Kosuke Namekata 领导的,他曾是科罗拉多大学博尔德分校的访问学者,同时,该研究也表明,此类系外恒星风暴现象产生的威胁可能日趋严重恶化

在该项研究中,他们通过陆基和太空望远镜观测分析了 EK Draconis 恒星,它看上去就像一颗年轻时期的太阳。2020 年 4 月,研究小组观测到 EK Draconis 喷射出一团灼热的等离子云,其质量高达数万亿公斤,比迄今观测最强的类日恒星日冕物质喷射强 10 倍以上,该事件可能会成为太空气候的一个风险警告。

理论上讲,这种大规模恒星物质抛射现象也可能发生在太阳系,该观测事件可能有助于我们更好地理解数十亿年来类似事件是如何影响地球和火星。

超级耀斑喷发

Yuta Notsu 解释称,日冕物质抛射通常发生在恒星释放耀斑之后,或者喷射一种可以延伸至太空、突然变得明亮的辐射爆发。

然而,近期研究表明,至少就科学家观察到的情况而言,太阳发生此类事件可能相对较平静,不会对周围行星造成巨大威胁。例如:2019 年,Yuta Notsu 和同事发表一项研究,证实银河系周围的年轻类太阳恒星似乎经常经历超级耀斑,就像太阳耀斑,但这些恒星的耀斑强度是太阳耀斑的数十倍,甚至数百倍。

从理论上讲,该等级的超级耀斑事件也可能发生在太阳,但发生次数不是很频繁,可能数千年才发生一次,不过,这让 Yuta Notsu 带领的研究团队感到好奇:超级耀斑是否相当于太阳超级日冕物质抛射?

超级耀斑比太阳耀斑强大许多,所以我们怀疑它们也会产生更大规模的物质抛射,但到目前为止,我们没有确凿的相关证据,仅是一种猜测而已。

来自其他恒星的风险

为了验证太阳系之外其他恒星产生的物质抛射风险性,研究人员将目光投向了 EK Draconis 恒星,Yuta Notsu 称,该恒星体积大小与太阳十分接近,仅有 1 亿年历史,从宇宙历史角度来看,它仍是一颗相对年轻的恒星,这就是 45 亿年前太阳的样子。

在 2020 年冬季和春季,研究人员使用美国宇航局凌日系外行星勘测卫星(TESS)和日本京都大学 SEIMEI 望远镜观测该恒星 32 个夜晚,2021 年 4 月 5 日,Yuta Notsu 和同事非常幸运,他们观测到 EK Draconis 恒星释放超级耀斑,这是一个非常巨大的耀斑。大约 30 分钟之后,研究小组观察到似乎是一个日冕物质抛射从该恒星表面释放出来,他们仅能捕捉到该喷发现象的第一阶段,即所谓的“灯丝喷发”阶段,但即便如此,该能量喷射仍是庞然大物,以大约每小时 160 万公里的速度移动。

这对于地球上的生命而言可能不是什么好兆头,研究小组的最新发现暗示太阳也可能具有如此剧烈的极端活动,但人们不必过分担心,像超级耀斑一样,在未来的太阳活动事件中,超级日冕物质抛射现象可能非常罕见。

虽然现今太阳活动相对温和,但并不代表太阳系早期太阳活动也是如此,研究人员指出,在太阳系早期,巨大的物质抛射现象十分常见,换句话讲,巨大的日冕物质抛射可能促使地球和火星形成现今的模样。

Yuta Notsu 说:“与地球大气层相比,现今的火星大气层非常稀薄,之前我们认为火星大气层更加稠密,或许日冕物质抛射现象能解释过去几十亿年里火星发生了怎样的变化。”

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关键词:恒星太阳耀斑

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