類日恒星釋放超級耀斑 猶如「太空煙火表演秀」

2021年12月14日10:36
一顆名為EK Draconis的恒星噴射出巨大的能量和帶電粒子,其威力比科學家們在太陽系內觀測到的任何能量現象更大。
一顆名為EK Draconis的恒星噴射出巨大的能量和帶電粒子,其威力比科學家們在太陽系內觀測到的任何能量現象更大。

  12月14日消息,據國外媒體報導,近年來,天文學家在持續監控一個距離地球幾十光年的恒星系統,他們首次觀測到一場令人不安的“太空煙火表演”:一顆名為EK Draconis的恒星噴射出巨大的能量和帶電粒子,其威力比科學家們在太陽系內觀測到的任何能量現象更大。

  美國科羅拉多大學博爾德分校天體物理學家Yuta Notsu等人,將這項最新研究報告發表在12月9日出版的《自然天文學雜誌》上,該研究探索了一種被稱為“日冕物質拋射”的恒星現象,有時也被稱為太陽風暴。Yuta Notsu解釋稱,太陽定期噴射此類物質——它們是由極熱的粒子雲或者等離子體組成,以每小時數百萬公里的速度在太空中飛馳,而且該現象可能是個壞消息:如果日冕物質拋射擊中地球,地球可能被摧毀,日冕物質拋射會對地球和人類社會產生嚴重影響。據悉,Yuta Notsu多年從事天文觀測分析工作,他是科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室(LASP)和美國國家太陽天文台的研究助理員。

  這項最新研究是由日本國家天文台科學家Kosuke Namekata領導的,他曾是科羅拉多大學博爾德分校的訪問學者,同時,該研究也表明,此類系外恒星風暴現象產生的威脅可能日趨嚴重惡化。

  在該項研究中,他們通過陸基和太空望遠鏡觀測分析了EK Draconis恒星,它看上去就像一顆年輕時期的太陽。2020年4月,研究小組觀測到EK Draconis噴射出一團灼熱的等離子雲,其質量高達數萬億公斤,比迄今觀測最強的類日恒星日冕物質噴射強10倍以上,該事件可能會成為太空氣候的一個風險警告。

  理論上講,這種大規模恒星物質拋射現象也可能發生在太陽系,該觀測事件可能有助於我們更好地理解數十億年來類似事件是如何影響地球和火星。

  超級耀斑噴發

  Yuta Notsu解釋稱,日冕物質拋射通常發生在恒星釋放耀斑之後,或者噴射一種可以延伸至太空、突然變得明亮的輻射爆發。

  然而,近期研究表明,至少就科學家觀察到的情況而言,太陽發生此類事件可能相對較平靜,不會對周圍行星造成巨大威脅。例如:2019年,Yuta Notsu和同事發表一項研究,證實銀河系周圍的年輕類太陽恒星似乎經常經曆超級耀斑,就像太陽耀斑,但這些恒星的耀斑強度是太陽耀斑的數十倍,甚至數百倍。

  從理論上講,該等級的超級耀斑事件也可能發生在太陽,但發生次數不是很頻繁,可能數千年才發生一次,不過,這讓Yuta Notsu帶領的研究團隊感到好奇:超級耀斑是否相當於太陽超級日冕物質拋射?

  超級耀斑比太陽耀斑強大許多,所以我們懷疑它們也會產生更大規模的物質拋射,但到目前為止,我們沒有確鑿的相關證據,僅是一種猜測而已。

  來自其他恒星的風險

  為了驗證太陽系之外其他恒星產生的物質拋射風險性,研究人員將目光投向了EK Draconis恒星,Yuta Notsu稱,該恒星體積大小與太陽十分接近,僅有1億年歷史,從宇宙歷史角度來看,它仍是一顆相對年輕的恒星,這就是45億年前太陽的樣子。

  在2020年冬季和春季,研究人員使用美國宇航局淩日系外行星勘測衛星(TESS)和日本京都大學SEIMEI望遠鏡觀測該恒星32個夜晚,2021年4月5日,Yuta Notsu和同事非常幸運,他們觀測到EK Draconis恒星釋放超級耀斑,這是一個非常巨大的耀斑。大約30分鐘之後,研究小組觀察到似乎是一個日冕物質拋射從該恒星表面釋放出來,他們僅能捕捉到該噴發現象的第一階段,即所謂的“燈絲噴發”階段,但即便如此,該能量噴射仍是龐然大物,以大約每小時160萬公里的速度移動。

  這對於地球上的生命而言可能不是什麼好兆頭,研究小組的最新發現暗示太陽也可能具有如此劇烈的極端活動,但人們不必過分擔心,像超級耀斑一樣,在未來的太陽活動事件中,超級日冕物質拋射現象可能非常罕見。

  雖然現今太陽活動相對溫和,但並不代表太陽系早期太陽活動也是如此,研究人員指出,在太陽系早期,巨大的物質拋射現象十分常見,換句話講,巨大的日冕物質拋射可能促使地球和火星形成現今的模樣。

  Yuta Notsu說:“與地球大氣層相比,現今的火星大氣層非常稀薄,之前我們認為火星大氣層更加稠密,或許日冕物質拋射現象能解釋過去幾十億年里火星發生了怎樣的變化。”(葉傾城)

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