新生恒星“大发雷霆” 也许不是脾气暴躁那么简单

艺术家创作的恒星耀斑爆发的印象画

据美国“物理学网”12月21日消息称,英国《皇家天文学会月刊》杂志将于2019年2月1日刊发一篇研究论文,该文将详细描述英国华威大学(University of Warwick)的天文学家们在一颗新生恒星上发现的一次大规模恒星耀斑事件,这一发现为研究或具有生物适宜居性的系外行星的起源提供了新线索。

这次事件是人类在同类型的恒星上所观测到的、最大规模的爆炸现象之一,其由能量和等离子体产生的剧烈爆炸,要比记录在案的太阳最大的耀斑爆发还要强烈10000倍左右。该论文的结论揭示了,恒星这种“胡乱大发雷霆”的个性甚至可能会对围绕恒星公转的星际物质形成搅扰,而这恰恰又为未来行星的诞生制造了所需的构造块。

这次耀斑爆发是在一颗距离地球685光年、被命名为“NGTS J121939.5-355557”的年轻M型恒星上所观测到的。天文学家们将这颗大约有200万年历史的恒星归为“前主序恒星”,换句话说,它目前的大小还没有达到其生命周期大部分时间所维持的规模。

这一成果是华威大学博士生詹姆斯?杰克曼(James Jackman)对数千颗恒星进行耀斑大型测绘时所观察到的,这也是一个旨在探索太阳系外恒星爆炸现象研究项目的一部分。他使用的观测设备位于智利,且属于华威大学的下一代凌日观测(NGTS)望远镜阵列,这台位于欧洲南方天文台(ESO)旗下帕拉纳天文台(Paranal Observatory)的望远镜能够通过收集数十万颗恒星的亮度数据来寻找系外行星。

简单说来,恒星耀斑发生在恒星磁场重新排列之时,在此过程中会释放出大量的能量。这一过程加速了恒星内部的带电粒子——等离子体——撞击恒星表面,等离子体随即被加热到大约10000摄氏度。释放出的能量在放射出光和红外射线的同时,也辐射出X射线和伽马射线,而这些射线可以被地面望远镜和太空轨道上的卫星望远镜所捕捉到。

M型恒星的磁场要比我们太阳的磁场强大得多。据天文学家计算,这种规模的耀斑爆发现象十分罕见,发生的频率从每三年一次到每十年两次不等。杰克曼介绍道:“这通常是一颗并不活跃、亮度恒定的恒星。然而,在这个特别的夜晚,我们看到它突然比平时亮了7倍,并持续了几个小时才又恢复正常。这是一起相当极端的事件,我们也曾在太阳上观测过这类耀斑,但是无一有这么大的规模。对于太阳,研究人员可以对这种太阳活动做非常详细的研究,但是如果要把这一理解扩展到其他恒星上就非常困难,因为我们到目前为止还没有获取到所需要的观测数据。”

研究人员认为,这类大型耀斑事件产生的X射线会对“陨石球粒”——即恒星原行星盘中闪熔的富含钙和铝的颗粒——的形成造成影响。这些球粒先是聚集在一起形成了小行星,然后最终合并在一起形成沿轨道运行的行星。该项研究进一步加深了我们对耀斑是如何“搅扰”原行星盘的理解,即它是如何移动其中的物质、从而对行星的形成以及行星系统的最终结构施加作用的。

杰克曼的博士生导师彼得?惠特利(Peter Wheatley)教授解释道:“像这样的大型耀斑,既有可能有利于行星的形成,但也可能是破坏性的。而这颗特殊的恒星目前还没有形成它自己的行星,所以这种类型的耀斑活动,是天文学家在研究行星形成过程时所需要考虑的因素。”

编译:朱明逸

审稿:阿淼

责编:南熙