比鄰星超級耀斑噴發，能量達到1859年卡靈頓事件的10倍！

2020-10-18 博科園

半人馬座的比鄰星是一顆紅矮星，質量約為太陽的八分之一。雖然它是距離太陽最近的恆星，距離太陽系僅4.2光年，位於半人馬座阿爾法三星系統中，使這顆恆星特別有趣的是在其宜居區域，發現了一顆類似地球的系外行星：在中心恆星周圍的一個區域，其行星表面可能存在液態水。數值模型顯示，半人馬座比鄰星b可能在其早期生命階段失去了大量的水，相當於地球上的海洋。

但儘管如此，仍有可能一些液態水仍然存在類似於地球上較溫暖的地區，可能在熱帶或在鎖定旋轉的情況下，在面對中心恆星的半球。這使得影響宜居性的其他因素，如宿主恆星的磁活動，特別重要，因為與活動相關的現象（耀斑、日冕物質拋射、強UV通量）可以侵蝕行星的大氣，使其長期無法居住。比鄰星的強烈耀斑活動已經為天文學家所知，之前也曾觀察到過幾次超級耀斑。在這樣的爆發期間，釋放出極大的能量，可能達到10^33ergs，或者是1859年卡靈頓事件的10倍。

這是所見過的最強耀斑，考慮一下來自一顆小得多的恆星耀斑。2016年，在一次這樣的超級耀斑期間，比鄰星的亮度比其靜止狀態增加了70倍，它成為了肉眼看到的唯一顆冷紅矮星，儘管只有幾分鐘。在Krisztián Vida的領導下，MTA CSFK（匈牙利布達佩斯）Konkoly天文臺的研究人員使用凌日系外行星調查衛星(TESS)空間望遠鏡，用最新數據研究了比鄰星。TESS主要任務是在太陽系附近較亮恆星周圍尋找類似地球的系外行星。在最初的兩年任務中，它將覆蓋幾乎整個天空，在每個區域花費大約一個月的時間。

TESS在今年4月至6月期間在兩個扇區觀測到了比鄰星。在大約50天的時間序列中，研究人員識別了72個耀斑。研究人員在兩個最大耀斑的光曲線中發現了振蕩跡象，時間尺度為幾個小時。這些可能是由於輻射等離子體的振蕩，或者是由於磁場的周期性重新連接。估計噴發能量在10^30到10^32ergs之間。這些沒有達到超耀斑水平，但根據觀測到的事件的分布，10^33ergs能量的耀斑預計一年會發生三次，而每兩年會發生一次規模更大的爆發。這種頻繁的高能量噴發幾乎會對比鄰星b的大氣層產生嚴重影響：

在兩次噴發之間，大氣層可能無法放鬆到穩定狀態，並且不斷發生變化。這一場景與Trappist-1系統的觀測結果相似，Trappist-1系統是另一顆擁有系外行星的冷紅矮星。座比鄰星的強烈磁活動特別令人好奇，因為強烈的活動主要出現在周期為幾天的快速旋轉恆星上。相比之下，比鄰星的自轉周期約為80天，然而，它顯示的耀斑活動可與最活躍的快速旋轉物體相媲美。先前分析預測了比鄰星b的凌日深度為5mmag，相當於通量下降了0.5%，光曲線沒有顯示出任何明顯的凌日跡象，測量的精確度可以讓它被探測到。

博科園｜研究/來自：Konkoly Observatory

參考期刊《arxiv》《天體物理學》

Cite: arXiv:1907.12580

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