点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:超级耀斑|最耀眼的恒星“烟花秀”
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

超级耀斑|最耀眼的恒星“烟花秀”

来源:光明网2021-06-16 10:02

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  超级耀斑,一种爆发能量比典型太阳耀斑大万倍以上的恒星活动现象。随着时域天文学研究的深入开展,超级耀斑也越来越被人们所关注,其巨大的能量释放过程,对周围的行星系统一定是毁灭性的。就如电影《先知》中的结局一样,大规模太阳耀斑最后袭击了地球,如同“炙烤”一样的灾难性毁灭致使地球再无生灵。

  太阳“发脾气”

  1859年9月,英国业余天文学家里查德·卡林顿观测到了第一个太阳耀斑。伴随产生的日冕物质抛射,携带大量高能粒子袭击了地球的地磁层,而后产生了有记录以来最大的一次地磁暴事件。这次事件也就是人们熟知的“卡林顿事件”。包括中国南方在内的世界多地,甚至接近赤道的古巴地区都看到了这次事件所引起的极光现象。欧洲及北美地区的电报系统也遭受到了来自太阳高能粒子的破坏,以致通信连接时断时续。

  与一众典型的普通太阳耀斑相比,超级耀斑所释放的能量则是他们的万倍以上。虽然太阳产生比“卡林顿事件”更大的超级耀斑的可能性较低,但此类现象却在其他恒星上不间断地上演着。

超级耀斑|最耀眼的恒星“烟花秀”

图1. 如果太阳爆发超级耀斑致使地球“逃跑”(图源:屠作霖)

  我们不由地要问:太阳真的会爆发超级耀斑吗?超级耀斑和典型太阳耀斑有怎样的异同?这一爆发事件又有着怎样的物理驱动机制?在搜寻可宜居行星的同时,恒星活动性是否又是另一个我们必须要考虑的宜居要素呢?

  近日,南京大学王发印教授团队联合云南大学西南天文研究所王海峰博士利用美国凌星系外行星巡天望远镜TESS和我国重大科技基础设施LAMOST的数据对恒星超级耀斑进行了研究,他们试图利用恒星的光度变化以及光谱信息来获取上述问题的答案。研究成果发表在国际知名天文期刊(2021,ApJS,253,35)。

超级耀斑|最耀眼的恒星“烟花秀”

图2. TESS观测天区(图源:https://tess.mit.edu/)

  LAMOST联手TESS解惑超级耀斑

  早在2000年,美国天文学家Cuntz等人就提出理论模型,认为恒星活动性的增强是由恒星与周围行星的磁场相互作用导致的。2012年,日本学者前原裕之等人通过统计美国Kepler数据中类太阳恒星(恒星表面温度以及重力与太阳都相似的一类恒星)的超级耀斑事件,发现类太阳恒星超级耀斑的爆发率与普通太阳耀斑爆发率具有相同的幂律指数结果,以此认为单一恒星爆发超级耀斑是完全可能的。

  美国凌星系外行星巡天望远镜TESS于2018年4月发射升空,开启了肩负搜寻太阳系外行星的巡天任务。自2019年7月开始,TESS已经对北天区展开了为期一年的巡天观测。

  我国第一个天文类重大科技基础设施LAMOST,作为全球光谱获取率最高的光谱巡天望远镜,自2012年起对北天区展开了持续的光谱巡天 ,且已经获取了千万量级的恒星光谱数据。研究人员从TESS数据中获取了由311颗类太阳恒星爆发的1272个超级耀斑事件。同时,7454颗TESS捕捉到的类太阳恒星在LAMOST的光谱数据中也得到了匹配。

  LAMOST与TESS的强强联手,为研究人员进一步探索恒星超级耀斑提供了前所未有的机遇和数据支持。

超级耀斑|最耀眼的恒星“烟花秀”

图3. TESS望远镜的示意图,背景是一颗恒星和它布满岩浆的行星(图源:NASA)

  基于LAMOST的光谱数据,南京大学王发印教授、屠作霖等人测量了这些恒星的色球活动程度(S-index)。值得一提的是,恒星的色球活动与其黑子密切相关,其活动剧烈程度也与其磁场强度大致呈正比例关系。另外,TESS不仅提供了从光度变化曲线上搜索超级耀斑的可能性,还提供了对恒星表面黑子所占比例(Rvar)进行估计的机会,而恒星表面黑子大小与恒星爆发超级耀斑的能力直接相关。

超级耀斑|最耀眼的恒星“烟花秀”

图4. 晨曦中的LAMOST (孔啸拍摄)

  研究人员将爆发了超级耀斑的恒星(红色、黄色数据点)与没有爆发超级耀斑的恒星(蓝色数据点)进行了区分(下图所示)。他们发现爆发超级耀斑的那些恒星要比没有爆发超级耀斑的恒星具有更高的色球活动程度(S-index),同时也具有更高的表面黑子占比(Rvar)。此外,他们发现爆发超级耀斑的类太阳恒星同太阳相比具有更剧烈的色球活动以及更大的黑子覆盖率。

超级耀斑|最耀眼的恒星“烟花秀”

图5. 类太阳恒星的色球活动程度和表面黑子占比(图片来源:Tu, Zuo-Lin et al. 2021, ApJS, 253, 2)

  这些结果不仅表明单一类太阳恒星完全具备独立产生超级耀斑的可能性,同时结合太阳的活动性来看,目前太阳爆发超级耀斑进而摧毁地球的概率是非常低的。在未来,研究人员期待利用LAMOST的更多数据,对这一类爆发超级耀斑的类太阳恒星进行更深入的研究,力求对超级耀斑的物理机制有更全面的认识。

  作者简介:屠作霖,南京大学博士生,高能时域天文和宇宙学组学生,师从王发印教授。研究兴趣包括以超级耀斑为代表的恒星活动性,及光学卫星数据处理。

  王发印,南京大学教授,博士生导师。主要从事高能时域天文和宇宙学研究,包括伽玛射线暴、快速射电暴、引力波电磁对应体及以暂现源(伽玛射线暴、快速射电暴等)为工具研究宇宙学(加速膨胀和暗能量等)。

  文稿编辑:蔡琳、赵宇豪

[ 责编:涂子怡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 电影《731》拍摄历程特展在哈尔滨举行

  • 安徽歙县:土楼晒秋

独家策划

推荐阅读
中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、研究员曹湖军、副研究员张炜进团队在氢负离子导体开发及应用方面取得重要进展。
2025-09-18 09:52
工业遗址与科幻主题联动,带来现实与想象交错的奇妙感受;科技手段还原知名IP场景,让游客沉浸到小说里的名场面;利用独特地质地貌,打造“地球上最像火星的地方”……来一场新鲜、有趣的科幻游,成为不少人出游的选择之一。如何做好科幻与文旅深度融合,丰富旅游供给?各地因地制宜进行了探索。
2025-09-18 09:50
记者17日从中国石化新闻办获悉,部署在四川省资阳页岩气田的2口评价井测试产量均超百万立方米,其中资页2-501HF井试获日产气140.7万立方米,刷新我国页岩气测试产量最高纪录。
2025-09-18 09:44
当今中国,科学教育受到前所未有的重视—作为人才培养的根基与路径,科学教育的潜力将变成参与国际竞争、争取国际话语权的实力。
2025-09-18 09:43
日前,由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所牵头承担的聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)遥操作系统测试平台通过专家组测试与验收。
2025-09-18 09:40
“科创游”是一种将科技与旅游相结合的新型旅游形式,不仅展示科技企业的生产过程和产品,还注重科技教育的普及和科技创新的体验
2025-09-17 10:23
此次大会将讨论通过“人与生物圈计划”及其世界生物圈保护区网络杭州战略行动计划,明确未来十年的发展方向、目标和行动方案
2025-09-17 10:21
人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器要“上天”进入预定轨道,运载火箭少不了。在“火箭家族”展台,长征一号至五号运载火箭模型笔直而立。
2025-09-17 10:20
在化学生物学研究中,有一种强大的“分子地图绘制技术”——邻近标记技术。在癌症免疫治疗中,免疫细胞需要足够强和足够多的“信号”才能发起攻击,但癌细胞表面的天然信号往往非常稀疏。
2025-09-17 10:18
当前,秋粮陆续进入成熟期。各地抓住最后的窗口期,落实落细各项增产措施,全力以赴抓好秋粮生产,确保秋粮丰产丰收。
2025-09-17 09:32
人工智能的浪潮正在席卷从科技到教育,乃至全社会的各个角落,中国教育界正在积极推动学习和应用人工智能,以便乘势站在时代前列。今年6月,中国工程院院士、华中科技大学校长尤政提出,人工智能和批判性思维结合形成DNA式的“双螺旋结构”,将有力推动创新。
2025-09-16 09:14
15日,在2025年国家网络安全宣传周主论坛上,《人工智能安全治理框架》2.0版正式发布。落实《全球人工智能治理倡议》,《人工智能安全治理框架》1.0版于2024年9月发布,受到国内外广泛关注。
2025-09-16 09:13
光明日报北京9月15日电 记者陈晨从农业农村部获悉,2025畜禽种业发展论坛14日在北京市平谷区举行。论坛发布了第三次全国畜禽遗传资源普查、濒危畜禽遗传资源保护成效、主要畜种分子身份证构建和遗传评估优秀种公畜等重大成果,举办了畜禽种业振兴成果展,26家单位现场推介新技术、新设备、新成果,72家单位进行专场展示。
2025-09-16 09:13
数智技术以及数智互联技术将推进青年间社会化协同与知识共享,可精准连接青年学习者,并形成跨地域的学习社群与项目协作组。总而言之,数智技术能够为青年群体参与终身学习创造良好条件,能够充分激发青年群体参与终身学习的动力,能够更好地帮助青年群体全面发展。
2025-09-16 09:12
作者:王 珩、程松泉,分别系浙江师范大学教师教育学院教授;浙江师范大学教师教育学院博士生  当前,全球教育正经历一场由人工智能技术驱动的深刻变革。唯有坚守育人初心,在伦理框架内审慎推进技术应用,才能让人工智能真正成为引领教育发展的引擎,而非解构教育本质的飓风。
2025-09-16 09:11
在合成生物学和气候变化应对领域有巨大潜力。
2025-09-16 09:11
走进展区,多款新潮文创让人爱不释手;戴上设备,苏轼笔下的诗词世界任人遨游;指尖轻点,三千年前的青铜器“触手可及”……一系列新产品、新服务、新场景在2025年中国国际服务贸易交易会文旅服务专题亮相,漫步其中,处处感受到科技与创意奔涌、文化和旅游融合的无限活力。
2025-09-15 09:54
在2025年中国国际服务贸易交易会上,一批品类丰富、兼具趣味与文化内涵的文创精品成为展会现场的“人气王”,引爆观展热潮。
2025-09-15 09:54
最大网络基础设施的建成有助于我国突破关键技术的“卡脖子”困境,形成自主可控的核心技术优势,建立起数字经济产业的第二创新生态。 (作者:戎 珂,系清华大学社会科学学院经济学研究所所长、长聘教授;田晓轩,系清华大学社会科学学院经济学研究所博士研究生)
2025-09-15 09:53
今年暑期,工厂游火爆出圈。参观名额秒空、门票收入可观、社交平台相关笔记有10多万条,工厂游俨然成了文旅界新宠。 工厂游等新型旅游业态,实现了工业与文旅的跨界融合,也为文旅经济的发展提供了新增长点。
2025-09-15 09:52
加载更多