近日出现在美国大部分地区上空的极光盛宴,再次让观星者感谢太阳的馈赠。这些夜空奇观 —— 北半球称为北极光,南半球称为南极光 —— 源于太阳表面的日冕物质抛射(CME)。
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当CME向地球喷射高能带电粒子云时,这些辐射与地球磁层相互作用,在大气中激发绚烂光彩,同时也可能对电网和卫星阵列造成干扰。
天文学家最早在1859年记录到CME现象,当时伴随全球电网大规模瘫痪,该事件后被命名为"卡林顿事件"。此后所有观测到的CME均源自太阳,但这一纪录已被打破:《自然》期刊最新研究确认,天文学家首次捕捉到其他恒星释放的CME。
"数十年来天文学家一直试图捕捉其他恒星的CME。"论文合著者、荷兰射电天文研究所研究员乔·卡林厄姆表示,"此前研究只能推测其存在,或通过间接证据推断,始终未能确认物质确实逃逸至太空。我们首次实现了直接验证。"
欧洲空间局研究团队通过LOFAR射电望远镜阵列探测到深空传来的强烈短波射频信号,由此怀疑可能发现了系外CME。借助ESA的XMM-牛顿太空望远镜,团队将能量波溯源至距地球130光年、编号StKM 1-1262的红矮星。
"除非物质完全脱离恒星强磁场的束缚,否则不可能产生这类射频信号。"卡林厄姆解释道,"换言之:这必然由CME引发。"
与我们的黄色太阳相比,红矮星温度更低、体积更小、亮度更暗。StKM 1-1262的磁场强度约为太阳的300倍,质量却仅有太阳一半。这次确认的系外CME速度高达每秒约2400公里,而太阳CME中仅有两千分之一能达到此量级。如此高速高能的爆发,足以摧毁邻近行星的大气层。
这项突破性发现不仅本身意义重大,更对多个研究领域产生深远影响。尤其为银河系内搜寻宜居行星的天文学家提供关键参考 —— 所谓"适居带"指行星围绕恒星旋转的可居住区域,该区域应能维持液态水和保护性大气层。
鉴于银河系多数行星都围绕红矮星运行,核心问题随之浮现:这类恒星是否会频繁产生毁灭性CME?若答案是肯定的,那么在搜寻地外生命时,必须将恒星耀斑的强度与频次纳入考量。
"围绕较小恒星的空间天气现象可能更为极端 —— 而这些恒星正是潜在宜居系外行星的主要宿主。"ESA研究员、论文合著者亨里克·埃克隆补充道,"这对行星如何维持大气层并长期保持宜居性具有重要启示。"
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