科学家刚刚发现一颗类日恒星上的巨大风暴

我们的太阳可能也有过类似狂暴的历史。
科学家们观测到EK Draconis喷射出一团等离子体到太空,其质量之大是此前任何一颗类似太阳恒星的记录都无法比拟的。图片来源:日本国立天文台

年轻恒星EK Draconis,距离地球111光年,其大小和温度与我们的太阳相似。然而,根据一份新报告显示,它目前是一个更为动荡的地方。

科学家们观测到EK Draconis喷射出一团等离子体到太空,其质量之大是此前任何一颗类似太阳恒星的记录都无法比拟的。研究人员在12月9日于《自然天文学》杂志上得出结论,我们的太阳在其过去可能也曾有过类似的强大风暴,这些风暴可能在地球及其邻近天体上留下了痕迹。

我们的太阳会周期性地释放出称为太阳耀斑的辐射爆炸。耀斑有时会伴随着过热物质的喷发,即等离子体。这些事件被称为太阳风暴或日冕物质抛射。偶尔,等离子体云会到达地球磁场,干扰卫星并导致停电;1989年,加拿大魁北克省的整个电网就因一场太阳风暴而瘫痪。

科罗拉多大学博尔德分校的天体物理学家、该研究的合著者Yuta Notsu表示,我们的太阳在其46亿年的生命周期中已经平静了许多。Notsu及其同事此前的研究表明,特别壮观的“超级耀斑”在年轻、快速旋转的恒星中最为常见,但在像太阳这样的年老恒星上,可能每几千年发生一次。

加州州立大学北岭分校的天体物理学家Damian Christian(未参与该研究)表示:“太阳是一颗平均年龄、普通的恒星;它的耀斑并没有那么强大。我们可以研究更活跃的恒星,并可能将我们从它们那里学到的知识应用于太阳。”

EK Draconis就属于这类恒星。这颗恒星年龄在5000万到1.25亿年之间,可以让我们一窥数十亿年前的太阳可能是什么样子。

Notsu及其团队在2020年1月至4月期间,利用地面望远镜以及美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星的观测数据,对EK Draconis进行了观测。4月5日,这颗恒星爆发了一个大型超级耀斑。随后不久,研究人员检测到望远镜接收到的光波长发生了明显变化。“由此我们可以得出结论,大量等离子体正脱离恒星并朝我们移动,”Notsu说。

他和他的同事估计,这团等离子体以高达约每小时一百万英里的速度传播,其质量是太阳最大一次喷发质量的10倍。

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Christian表示,研究人员提出的关于望远镜观测可以由EK Draconis的日冕物质抛射来解释的论点很有说服力。“这是一个非常好的结果,”他说。

太空望远镜科学研究所和约翰霍普金斯大学的天文学家Rachel Osten表示,尽管这些发现很有趣,“更有说服力的是多个事件……以及可能使用多种方法来展示这类结果。”

Notsu及其同事计划将来寻找更多的恒星爆发,并追踪等离子体在离开恒星表面后的演变。“我们只检测到了初始阶段,”他说。“我们不知道它如何演变。”

尽管如此,他说,他团队观测到的日冕物质抛射可以帮助科学家们了解这些风暴在遥远恒星和我们的太阳上是如何发生的。Notsu推测,远古太阳喷发的等离子体可能破坏了火星的大气层,而火星的大气层如今比地球的稀薄得多。

Osten说,恒星风暴可能对行星是否宜居产生重大影响。如果等离子体到达行星的磁场,其破坏性效应会使大气层容易受到严酷的电离辐射的侵害。

Osten也承认,仅仅因为一团等离子体从恒星上被抛射出来,并不意味着它一定会撞击到围绕该恒星运行的行星。“尽管如此,”她说,“日冕物质抛射凸显了在寻找外星生命时,考虑地球般行星大气层之外发生的事情的重要性。”

她说:“这一研究方向告诉我们,这一切都是相互关联的。你不能只关注行星,你必须了解恒星,因为它们是构成生命的要素中的重要一环。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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