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比邻星超级耀斑喷发,能量达到1859年卡灵顿事件的10倍!

比邻星超级耀斑喷发,能量达到1859年卡灵顿事件的10倍!
2019年10月28日 16:43 新浪网 作者 博科园

  半人马座的比邻星是一颗红矮星,质量约为太阳的八分之一。虽然它是距离太阳最近的恒星,距离太阳系仅4.2光年,位于半人马座阿尔法三星系统中,使这颗恒星特别有趣的是在其宜居区域,发现了一颗类似地球的系外行星:在中心恒星周围的一个区域,其行星表面可能存在液态水。数值模型显示,半人马座比邻星b可能在其早期生命阶段失去了大量的水,相当于地球上的海洋。

  比邻星超级耀斑喷发,能量达到1859年卡灵顿事件的10倍!

  但尽管如此,仍有可能一些液态水仍然存在类似于地球上较温暖的地区,可能在热带或在锁定旋转的情况下,在面对中心恒星的半球。这使得影响宜居性的其他因素,如宿主恒星的磁活动,特别重要,因为与活动相关的现象(耀斑、日冕物质抛射、强UV通量)可以侵蚀行星的大气,使其长期无法居住。比邻星的强烈耀斑活动已经为天文学家所知,之前也曾观察到过几次超级耀斑。在这样的爆发期间,释放出极大的能量,可能达到10^33ergs,或者是1859年卡灵顿事件的10倍。

  比邻星超级耀斑喷发,能量达到1859年卡灵顿事件的10倍!

  这是所见过的最强耀斑,考虑一下来自一颗小得多的恒星耀斑。2016年,在一次这样的超级耀斑期间,比邻星的亮度比其静止状态增加了70倍,它成为了肉眼看到的唯一颗冷红矮星,尽管只有几分钟。在Krisztián Vida的领导下,MTA CSFK(匈牙利布达佩斯)Konkoly天文台的研究人员使用凌日系外行星调查卫星(TESS)空间望远镜,用最新数据研究了比邻星。TESS主要任务是在太阳系附近较亮恒星周围寻找类似地球的系外行星。在最初的两年任务中,它将覆盖几乎整个天空,在每个区域花费大约一个月的时间。

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  TESS在今年4月至6月期间在两个扇区观测到了比邻星。在大约50天的时间序列中,研究人员识别了72个耀斑。研究人员在两个最大耀斑的光曲线中发现了振荡迹象,时间尺度为几个小时。这些可能是由于辐射等离子体的振荡,或者是由于磁场的周期性重新连接。估计喷发能量在10^30到10^32ergs之间。这些没有达到超耀斑水平,但根据观测到的事件的分布,10^33ergs能量的耀斑预计一年会发生三次,而每两年会发生一次规模更大的爆发。这种频繁的高能量喷发几乎会对比邻星b的大气层产生严重影响:

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  在两次喷发之间,大气层可能无法放松到稳定状态,并且不断发生变化。这一场景与Trappist-1系统的观测结果相似,Trappist-1系统是另一颗拥有系外行星的冷红矮星。座比邻星的强烈磁活动特别令人好奇,因为强烈的活动主要出现在周期为几天的快速旋转恒星上。相比之下,比邻星的自转周期约为80天,然而,它显示的耀斑活动可与最活跃的快速旋转物体相媲美。先前分析预测了比邻星b的凌日深度为5mmag,相当于通量下降了0.5%,光曲线没有显示出任何明显的凌日迹象,测量的精确度可以让它被探测到。

  博科园|研究/来自:Konkoly Observatory

  参考期刊《arxiv》《天体物理学》

  Cite: arXiv:1907.12580

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