20顆“太陽(yáng)”,揭開(kāi)“耀發(fā)”秘密
作者:甘曉
發(fā)布時(shí)間:2021-08-25
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  耀斑特指太陽(yáng)表面的局部突然增亮現(xiàn)象,類(lèi)似地,恒星表面突然增亮的現(xiàn)象被稱為“耀發(fā)”。這兩種現(xiàn)象有什么異同?物理機(jī)制如何?

  近日,中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員賀晗帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡獲得的20顆類(lèi)太陽(yáng)恒星相關(guān)數(shù)據(jù),揭示出類(lèi)太陽(yáng)恒星耀發(fā)的特征時(shí)間,有助于理解系外行星的宜居性問(wèn)題。研究工作以快報(bào)(Letter)的形式發(fā)表于《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》。

  太陽(yáng)耀斑本質(zhì)上是太陽(yáng)大氣中磁場(chǎng)能量的釋放,好比人的情感積累到一定程度后的宣泄。近年來(lái),隨著觀測(cè)儀器不斷進(jìn)步,太陽(yáng)耀斑觀測(cè)研究進(jìn)入多波段、高空間分辨率、高時(shí)間分辨率和高譜分辨率的階段。耀斑的光變曲線具有先上升、后下降特征,是科學(xué)家進(jìn)行重點(diǎn)研究的對(duì)象,分別被稱為“上升相”和“下降相”。

  本文通訊作者賀晗向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》表示:“耀斑的上升相代表了太陽(yáng)磁場(chǎng)能量通過(guò)磁重聯(lián)過(guò)程快速釋放的過(guò)程,而其下降相則代表了耀斑源區(qū)的逐漸冷卻過(guò)程。因而,耀斑的上升相和下降相的特征時(shí)標(biāo),對(duì)耀斑研究具有非常重要的物理意義?!?/p>

  既然太陽(yáng)耀斑有這樣的特征,作為同類(lèi)的其它恒星的情況自然受到天文學(xué)家的關(guān)注。據(jù)了解,科學(xué)家在過(guò)去對(duì)恒星光變曲線的研究中也發(fā)現(xiàn)了與太陽(yáng)耀斑類(lèi)似的突然增亮現(xiàn)象,命名為“耀發(fā)”。一直以來(lái),由于觀測(cè)樣本數(shù)不夠多,限制了科學(xué)家對(duì)耀發(fā)的理解。

  最新發(fā)表的這項(xiàng)研究中,科研人員基于開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡的相關(guān)數(shù)據(jù)開(kāi)展研究。賀晗介紹,開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡自2009年發(fā)射升空后對(duì)特定天區(qū)進(jìn)行了持續(xù)的測(cè)光觀測(cè),獲取了大批量恒星的光變曲線,為類(lèi)太陽(yáng)恒星耀發(fā)的研究提供了大量樣本和豐富信息。

  研究中,他們選取恒星參數(shù)與太陽(yáng)接近的20顆有顯著耀發(fā)活動(dòng)的類(lèi)太陽(yáng)恒星,從光變曲線中識(shí)別出184個(gè)恒星耀發(fā)樣本,基于耀發(fā)的光變輪廓確定了每個(gè)耀發(fā)樣本的上升相和下降相時(shí)間,然后對(duì)耀發(fā)的上升相時(shí)間和下降相時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示,類(lèi)太陽(yáng)恒星耀發(fā)的上升相時(shí)間中位數(shù)為5.9分鐘,下降相時(shí)間中位數(shù)為22.6分鐘,這一結(jié)果與太陽(yáng)耀斑的時(shí)標(biāo)一致。

  “我們可以這樣理解,類(lèi)太陽(yáng)恒星不僅和太陽(yáng)長(zhǎng)得像,連一顰(上升相)一笑(下降相)的步調(diào)也那么像,所以,這兩種爆發(fā)應(yīng)該具有相同的物理機(jī)制。”本論文另一通訊作者、國(guó)家天文臺(tái)閆巖博士表示。

  此外,研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),類(lèi)太陽(yáng)恒星耀發(fā)樣本的上升相和下降相時(shí)間均符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布。對(duì)此,研究人員認(rèn)為,這一結(jié)果可作為未來(lái)此類(lèi)研究的基準(zhǔn),用于比較各類(lèi)恒星耀發(fā)時(shí)間的分布規(guī)律,同時(shí)可作為系外行星大氣建模的輸入因子,對(duì)分析恒星耀發(fā)活動(dòng)施加于系外行星大氣的影響以及系外行星的宜居性具有重要意義。

  論文作者成員來(lái)自中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)、南京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院新疆天文臺(tái)、貴州大學(xué)和美國(guó)新澤西理工大學(xué)。國(guó)家天文臺(tái)閆巖博士和賀晗研究員為該論文的共同通訊作者。

  論文信息:https://academic.oup.com/mnrasl/article-abstract/505/1/L79/6297375


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