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20顆類太陽恒星相關數據揭示出類太陽恒星耀發的特征時間

2021-08-18 13:17:10 來源：中國科學報

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

近日，中國科學院國家天文臺研究員賀晗帶領的研究團隊通過分析開普勒空間望遠鏡獲得的20顆類太陽恒星相關數據，揭示出類太陽恒星耀發的特征時間，有助于理解系外行星的宜居性問題。研究工作以快報（Letter）的形式發表于《皇家天文學會月刊》。

太陽耀斑本質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步，太陽耀斑觀測研究進入多波段、高空間分辨率、高時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，是科學家進行重點研究的對象，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過程快速釋放的過程，而其下降相則代表了耀斑源區的逐漸冷卻過程。因而，耀斑的上升相和下降相的特征時標，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家的關注。據了解，科學家在過去對恒星光變曲線的研究中也發現了與太陽耀斑類似的突然增亮現象，命名為“耀發”。一直以來，由于觀測樣本數不夠多，限制了科學家對耀發的理解。

最新發表的這項研究中，科研人員基于開普勒空間望遠鏡的相關數據開展研究。賀晗介紹，開普勒空間望遠鏡自2009年發射升空后對特定天區進行了持續的測光觀測，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，他們選取恒星參數與太陽接近的20顆有顯著耀發活動的類太陽恒星，從光變曲線中識別出184個恒星耀發樣本，基于耀發的光變輪廓確定了每個耀發樣本的上升相和下降相時間，然后對耀發的上升相時間和下降相時間進行了統計分析。結果顯示，類太陽恒星耀發的上升相時間中位數為5.9分鐘，下降相時間中位數為22.6分鐘，這一結果與太陽耀斑的時標一致。

“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）的步調也那么像，所以，這兩種爆發應該具有相同的物理機制。”本論文另一通訊作者、國家天文臺閆巖博士表示。

此外，研究進一步發現，類太陽恒星耀發樣本的上升相和下降相時間均符合對數正態分布。對此，研究人員認為，這一結果可作為未來此類研究的基準，用于比較各類恒星耀發時間的分布規律，同時可作為系外行星大氣建模的輸入因子，對分析恒星耀發活動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。

標簽：太陽恒星恒星耀發太陽耀斑開普勒空間望遠鏡