研究稱小恆星會產生大耀斑危及地球生命(圖)

發表：2011-02-06 18:42

這是一幅示意圖，顯示一顆紅矮星正發生一次耀斑現象，前景中是一顆假想的行星

長久以來，科學家們一直都很清楚，恆星的「童年」是狂暴的。它們會產生巨大的耀斑。不過最終，當它們進入「成年」——主序星階段後，便會安靜下來，不再那麼具破壞性。對此，我們應當心懷感激，因為若不是那樣，強烈的耀斑活動將對地球上的生物圈產生嚴重的破壞。而一項最新的研究顯示，有些恆星永遠都不會改掉狂躁的個性，個頭最小的恆星卻往往具有最大的破壞性。

此項研究採用了由哈勃空間望遠鏡執行的「人馬天窗凌星系外行星搜索」(SWEEPS)計畫的數據。這項研究的設計方案是：在2006年的連續7天時間內對20萬顆恆星進行重複成像，從而找到可能由行星掩星造成的恆星亮度變化。然而，由於這項計畫中觀測了太多的紅矮星，以至於該項目的負責人，來自空間望遠鏡研究所的拉切爾·奧斯登(Rachel Osten)得以運用這些數據推算出這種小光度恆星表面的耀斑發生頻率。

研究小組最終篩選出了100次恆星耀斑，其中一些使恆星的整體亮度上升了10%。觀測到的耀斑現象大都轉瞬即逝，平均持續約15分鐘。有部分恆星多次發生耀斑事件。這些耀斑事件並非集中於年輕恆星的身上，處於演化階段後期的恆星同樣如此，其中包括幾顆變星，它們似乎顯示更多的耀斑現象。

「我們發現變星表面出現耀斑的概率要比一般恆星大1000倍，」亞當·科瓦爾斯基(Adam Kowalski)說。「變星自轉通常很快，這可能說明它可能位於快速繞轉的雙星系統之中。如果一顆恆星表面有某種‘斑點’，也就是表面的暗區，當恆星自轉時，我們就能察覺由它引起的輕微亮度變化。這種暗區其實就是大片的黑子區域，其成因和磁場活動有關。磁力線穿出恆星表面，構成一個磁隔離區，從而阻止熱量對流的產生，因此黑子區域的溫度要比周圍表面低一些。而黑子區域磁場能量的瞬間釋放，會造成耀斑現象的發生。因此，如果我們發現某顆恆星表面有‘暗區’，就說明它表面存在大型黑子活動區，正是在這部分恆星表面，我們觀測到了較多的耀斑事件。」

矮星會發生較多的耀斑事件，部分原因可能是它們擁有深層對流區。這一點可以從其化學成分中缺乏鋰元素得到驗證。深層對流將鋰元素帶至恆星內部深處，那裡的高溫足以將其破壞。這種大規模的帶電粒子流會造成巨大的磁場。隨著自轉，磁力線將互相纏繞，當達到一定的緊繃度時，磁力線衝出恆星表面，形成黑子現象。最後兩個半球的極性相反的黑子群相互抵消，從而回歸最初的低能態，進入新的黑子週期。這種抵消將釋放巨大的能量，這些能量加熱恆星外層大氣，產生紫外線、X射線甚至伽馬射線輻射，並形成帶電高能粒子拋射。在某些極端的情況下，磁力線不會簡單的突出恆星表面，而是向外拋射，同時帶出大量的恆星大氣物質，形成「日冕物質拋射」(CME)現象。

這中恆星更強的磁場意味著更多、更大的黑子。奧斯登說：「太陽黑子覆蓋的太陽表面積僅佔太陽總面積的不到1%，而在紅矮星上，這一比例可以高達50%。」

来源:新浪科技

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