来自恒星的巨型耀斑:比在太阳上观察到的最强大耀斑的能量大1000万倍

据外媒报道,恒星和它们周围的行星–包括太阳和地球–之间的长期关系可能比以前想象的还要复杂。这是一项利用美国宇航局(NASA)的钱德拉X射线天文台进行的涉及数千颗恒星的新研究的结论之一。通过对X射线中的恒星形成区进行有史以来最大规模的调查,一个研究小组已经帮助勾勒出年轻恒星的非常强大的耀斑或爆发,以及它们可能对轨道上的行星产生的影响之间的联系。

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领导这项研究的宾夕法尼亚州立大学帕克分校的 Kostantin Getman 说:“我们的工作告诉我们太阳在数十亿年前可能是如何表现和影响年轻的地球的。在某些方面,这是我们最终的起源故事:地球和太阳系是如何形成的。”

科学家们检查了钱德拉的X射线数据,在 40 个恒星形成的不同区域,有超过 24000 颗恒星。他们捕捉到一千多颗恒星发出的耀斑,比现代天文学家在太阳上观察到的最强大的耀斑,即 1859 年的 “太阳卡灵顿事件”,能量大得多。“超级”耀斑的能量至少比卡林顿事件高十万倍,“巨型”耀斑的能量高达一千万倍。

在这项工作中,钱德拉观察到的这些强大的耀斑发生在所有的恒星形成区域和所有不同质量的年轻恒星中,包括那些与太阳相似的恒星。它们也出现在年轻恒星演化的所有不同阶段,从恒星严重嵌入尘埃和气体并被一个大的行星形成盘包围的早期阶段,到行星已经形成和行星盘消失的后期阶段。该研究中的恒星的年龄估计不到 500 万年,而太阳的年龄为 45 亿年。

研究小组发现,每颗年轻的恒星每周都会发生几个超级耀斑,整个样本的平均数,每年大约有两个巨型耀斑。

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“我们想知道这些耀斑对行星的早期生活有什么样的影响–好的和坏的,”共同作者 Eric Feigelson 说。“如此强大的耀斑可能会产生重大影响。”

在过去的 20 年里,科学家们认为这些巨大的耀斑可以通过将气体从围绕着它们的物质盘中驱赶出来,帮助将行星 “送给 “仍在形成的恒星。这可以触发其他小型岩石物质的形成,而这是行星形成的一个关键步骤。另一方面,这些耀斑可能通过用强大的辐射轰击任何大气层来 “带走 “已经形成的行星,可能导致它们在不到 500 万年内完全蒸发和毁灭。

研究人员还对 55 个明亮的超级和巨型耀斑进行了详细的建模,并发现其中大多数类似于在太阳上看到的产生 “日冕物质抛射”的持久耀斑,这些强大的带电粒子抛射可以破坏行星大气层。太阳卡林顿事件就涉及这样的抛射。

这项工作对于理解耀斑本身也很重要。研究小组发现,耀斑的特性,例如它们的亮度和频率,对于有和没有行星形成盘的年轻恒星来说是一样的。这意味着耀斑很可能类似于在太阳上看到的耀斑,磁场环在恒星表面有两个“脚印”,而不是一个固定在盘上,一个固定在恒星上。

“我们发现这些巨型耀斑就像太阳上的耀斑一样,只是在能量和频率上被大大放大了,而且其磁环的大小也被放大了,”来自宾夕法尼亚州亨廷顿X射线天文学研究所的共同作者 Gordon Garmire 说。“了解这些恒星爆发可能有助于我们了解来自太阳的最强大的耀斑和日冕物质抛射。”

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