巨型等离子球从一颗类似太阳的恒星中爆发出来

巨型等离子球从一颗类似太阳的恒星中爆发出来

根据一项新的研究,一个婴儿版本的太阳最近喷发了比以往任何类太阳恒星都大 10 倍的磁性等离子体气体。

研究负责人、科罗拉多大学大气和空间物理实验室的研究助理 Yuta Notsu 说,这颗恒星 EK Draconis 只有大约 1 亿年的历史,这意味着它在大约 45 亿年前看起来像地球的太阳,博尔德。研究结果表明,太阳能够喷出日冕物质抛射(CME)——等离子气体气泡——比迄今为止直接观察到的任何物质都大。然而,因为太阳比 EK Draconis 更古老,它可能会更平静,巨大的 CME 发生的次数越来越少。

尽管如此,了解 CME 的上限仍然很重要,因为这些能量高的磁喷发与地球大气层相互作用,可能会导致地磁风暴,这些风暴可能会扰乱卫星、导致电力中断,并扰乱互联网和其他通信。CME 也是载人登月或火星任务的潜在危险;据美国宇航局称,这些太阳风暴会发出高能粒子流,可以使地球保护磁屏蔽外的任何人同时暴露在多达 300,000 次胸部X 射线的辐射中。这是致命的剂量。

Notsu 和他的同事在 2019 年报告说,类太阳恒星能够产生称为超级耀斑的大量电磁辐射爆发。研究人员发现,年轻的类太阳恒星每周都会发出超级耀斑,而像地球太阳这样的老恒星产生它们的频率较低——也许每 1000 年左右。

像这样的超级耀斑是电磁辐射的爆发,它们本身并不危险。但是一定比例的超级耀斑之后是主要的 CME,这可能是危险的。因此,Notsu 和他的团队转向 EK Draconis,以了解超级耀斑是否会引发类似太阳的年轻恒星的主要 CME。

研究人员使用 NASA 的凌日系外行星勘测卫星 (TESS) 和京都大学的 SEIMEI 望远镜,在 111 光年的空间中观察了这颗恒星。 2020 年 1 月至 2020 年 4 月。4 月 5 日,他们得到了他们想要的:恒星发出的光谱,表明一团等离子体向地球移动。

喷发的速度约为 100 万英里/小时(160 万公里/小时),质量超过 2 千万磅(1 千万公斤),是任何观测到的太阳耀斑质量的 10 倍。

“这对于估计太阳上超级耀斑可能发生的 CME 非常有帮助,”Notsu 说。

很容易错过千年一遇的超级耀斑;第一次直接观测到太阳耀斑发生在 1859 年,这意味着人类对太阳表面和大气活动的直接记录不到 200 年。在电子设备出现之前,太阳耀斑和地磁风暴在地球表面并不是很明显。它们可能会导致极光在远离地球两极的地方变得可见,但没有卫星或大众通讯可以干扰——尽管 1859 年的耀斑,即卡林顿事件,确实导致电报线产生火花,在某些情况下,还会着火。

新的研究表明,在遥远的过去,太阳已经发出了一些臭味。树木年轮周围的世界纪录的放射性形式的跳跃碳,碳-14,在多年的774和775。2012年的研究发现,无论造成的增加是突然和迅速,指向太阳耀斑的罪魁祸首,现场科学姊妹网站Space.com 报道。(当来自太阳的高能粒子穿透地球的磁屏蔽时,它们可以产生原子的放射性版本,Notsu 说。)研究人员在《天文学与天体物理学》杂志上说,2013 年,研究人员在冰芯中发现了相同类型的线索。2019 年的一项研究在公元前 2610 年发现了类似大型事件的迹象 2013 年发表在《自然通讯》杂志上的一项研究发现,另一次耀斑可能在 993 年和 994 年发生。

Notsu 说,EK Draconis 的新观察只捕捉到了 CME 的第一阶段。研究人员仍然不确定有多少超级耀斑以 CME 结束,有多少在没有等离子体爆发的情况下逐渐减少。他说,使用不同仪器进行更多观察可以提供更大的图景。

Notsu 说,研究年轻时的类太阳恒星不仅对规划潜在的日冕物质抛射灾难很重要。这也是了解我们太阳系过去的窗口。例如,科学家认为火星可能曾经有过厚厚的、类似地球的大气层。一种假设认为,当火星失去磁场时,来自太阳的高能粒子开始在这个大气层中消失,最终使这颗行星变得贫瘠且不受保护。然而,这是有争议的,因为人们对早期太阳系中太阳和行星之间的相互作用知之甚少。这些相互作用可能与今天观察到的非常不同。

“我们需要与行星科学家进行更多合作,以估计对行星的更详细影响,”Notsu 说。

该研究结果于 12 月 9 日发表在《自然天文学》杂志上。

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