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20顆類太陽恒星相關(guān)數(shù)據(jù) 揭示出類太陽恒星耀發(fā)的特征時(shí)間

2021-08-18 13:17:10 來源：中國科學(xué)報(bào)

耀斑特指太陽表面的局部突然增亮現(xiàn)象，類似地，恒星表面突然增亮的現(xiàn)象被稱為“耀發(fā)”。這兩種現(xiàn)象有什么異同？物理機(jī)制如何？

近日，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員賀晗帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)通過分析開普勒空間望遠(yuǎn)鏡獲得的20顆類太陽恒星相關(guān)數(shù)據(jù)，揭示出類太陽恒星耀發(fā)的特征時(shí)間，有助于理解系外行星的宜居性問題。研究工作以快報(bào)（Letter）的形式發(fā)表于《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》。

太陽耀斑本質(zhì)上是太陽大氣中磁場能量的釋放，好比人的情感積累到一定程度后的宣泄。近年來，隨著觀測儀器不斷進(jìn)步，太陽耀斑觀測研究進(jìn)入多波段、高空間分辨率、高時(shí)間分辨率和高譜分辨率的階段。耀斑的光變曲線具有先上升、后下降特征，是科學(xué)家進(jìn)行重點(diǎn)研究的對象，分別被稱為“上升相”和“下降相”。

本文通訊作者賀晗表示：“耀斑的上升相代表了太陽磁場能量通過磁重聯(lián)過程快速釋放的過程，而其下降相則代表了耀斑源區(qū)的逐漸冷卻過程。因而，耀斑的上升相和下降相的特征時(shí)標(biāo)，對耀斑研究具有非常重要的物理意義。”

既然太陽耀斑有這樣的特征，作為同類的其它恒星的情況自然受到天文學(xué)家的關(guān)注。據(jù)了解，科學(xué)家在過去對恒星光變曲線的研究中也發(fā)現(xiàn)了與太陽耀斑類似的突然增亮現(xiàn)象，命名為“耀發(fā)”。一直以來，由于觀測樣本數(shù)不夠多，限制了科學(xué)家對耀發(fā)的理解。

最新發(fā)表的這項(xiàng)研究中，科研人員基于開普勒空間望遠(yuǎn)鏡的相關(guān)數(shù)據(jù)開展研究。賀晗介紹，開普勒空間望遠(yuǎn)鏡自2009年發(fā)射升空后對特定天區(qū)進(jìn)行了持續(xù)的測光觀測，獲取了大批量恒星的光變曲線，為類太陽恒星耀發(fā)的研究提供了大量樣本和豐富信息。

研究中，他們選取恒星參數(shù)與太陽接近的20顆有顯著耀發(fā)活動(dòng)的類太陽恒星，從光變曲線中識(shí)別出184個(gè)恒星耀發(fā)樣本，基于耀發(fā)的光變輪廓確定了每個(gè)耀發(fā)樣本的上升相和下降相時(shí)間，然后對耀發(fā)的上升相時(shí)間和下降相時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示，類太陽恒星耀發(fā)的上升相時(shí)間中位數(shù)為5.9分鐘，下降相時(shí)間中位數(shù)為22.6分鐘，這一結(jié)果與太陽耀斑的時(shí)標(biāo)一致。

“我們可以這樣理解，類太陽恒星不僅和太陽長得像，連一顰（上升相）一笑（下降相）的步調(diào)也那么像，所以，這兩種爆發(fā)應(yīng)該具有相同的物理機(jī)制。”本論文另一通訊作者、國家天文臺(tái)閆巖博士表示。

此外，研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，類太陽恒星耀發(fā)樣本的上升相和下降相時(shí)間均符合對數(shù)正態(tài)分布。對此，研究人員認(rèn)為，這一結(jié)果可作為未來此類研究的基準(zhǔn)，用于比較各類恒星耀發(fā)時(shí)間的分布規(guī)律，同時(shí)可作為系外行星大氣建模的輸入因子，對分析恒星耀發(fā)活動(dòng)施加于系外行星大氣的影響以及系外行星的宜居性具有重要意義。

標(biāo)簽：太陽恒星恒星耀發(fā) 太陽耀斑開普勒空間望遠(yuǎn)鏡