首次观测到太阳系外恒星释放的巨大爆发

天文学家最近宣布，他们首次在太阳系之外的一颗恒星上观测到了巨大的爆发事件。这种爆发在某些方面与我们太阳释放的太阳风暴相似，例如上周照亮地球夜空的极光就是太阳风暴引发的现象。

然而，这颗恒星的爆发规模要宏大得多，且带有不祥的意味。这种被称为“日冕物质抛射”（CME）的现象，在我们太阳系中是指从太阳外层大气喷发出的巨大云团，它由电离气体（等离子体）和磁场组成。

当太阳释放的这种爆发足够强大并抵达地球时，会引起空间天气，即我们星球磁场的重大扰动。在地球上，强烈的太阳风暴虽然能在两极制造美丽的极光（例如南极光和北极光），但同时也会干扰通信、电网和卫星运行。然而，这颗遥远恒星的强大爆发，更有可能对任何附近的行星造成潜在的毁灭性后果。

这颗引发大爆发的恒星名为 StKM 1-1262，是一颗距离地球约130光年的红矮星。

研究表明，这股恒星风暴以惊人的每小时530万英里（每秒2,400公里）的速度喷射而出。根据研究作者的说法，如此高的速度在我们太阳释放的日冕物质抛射中，大约每2,000次中才出现一次。

巴黎天文台的研究助理、研究合著者西里尔·塔斯（Cyril Tasse）通过电子邮件表示，这颗恒星的表现“就像一个拥有极强磁性的沸腾等离子体桶”。这次爆发的威力被认为是太阳所能产生的最强爆发的 1万到10万倍。从恒星中喷射出的这种密集而快速的物质团，其力量足以剥离一颗紧密环绕其运行的行星的大气层。

要直接观测到来自其他恒星的日冕物质抛射一直非常困难，因为它们距离实在太遥远了。

虽然之前曾出现过其他恒星发生CME的迹象，但通常可以用强烈的耀斑等其他活动来解释，缺乏确凿的探测证据。直到现在，天文学家才首次明确探测到来自另一颗恒星的日冕物质抛射。

日冕物质抛射一旦被恒星释放到太空中，在穿过外层恒星大气（日冕）时，会产生一阵无线电波爆发。国家海洋和大气管理局空间天气预报中心的研究科学家马克·米施（Mark Miesch）将这些事件描述为“比周围行星际空间中的音速移动得更快的恒星风强劲阵风，形成类似于战斗机音爆的冲击波”。

研究人员通过使用一种新的分析软件，筛选了欧洲低频阵列（LOFAR）射电望远镜近十年前进行的一次天空调查数据，从而发现了这一无线电信号。LOFAR由位于荷兰和整个欧洲的数千个天线组成，共同构成了一个大型射电望远镜。

研究负责人、阿姆斯特丹大学的乔·卡林汉姆博士表示，这种无线电信号“除非有物质完全离开了恒星强大的磁场气泡，否则根本不会存在”，这证实了它是由CME引起的。巴黎天文台的塔斯和资深研究员菲利普·扎卡开发了名为射电干涉多重光谱学 (RIMS) 的新分析技术。RIMS的技术基础是捕获来自数千颗恒星的光波长，监测它们随时间的变化，这对于探测在数分钟时间尺度上演化的CME来说是一种理想的技术。

被RIMS探测到的信号属于 II型射电暴。卡林汉姆表示，II型射电暴的持续时间以分钟计（不同于起源可疑的毫秒级快速射电暴），这表明炽热的气体正从恒星扫向太空。这种“扫频”记录了CME向外传播时物质的密度，因此科学家不仅能确定恒星损失了质量，还能确定密度等物理参数。

为了进一步证实发现，研究团队还使用了欧洲航天局1999年发射的XMM-牛顿任务的数据，通过X射线测量了恒星的温度、自转和亮度。研究人员强调，单独使用任何一个望远镜都不足以得出结论，他们需要LOFAR的灵敏度和频率来探测无线电波，并需要XMM-牛顿的数据来确定CME的运动并将其置于太阳背景下进行对比，这两者对于证明他们的发现至关重要。米施指出，这种发射特征与已知的太阳CME中II型射电暴的特征相符。

这项发现对于寻找生命至关重要。

红矮星在银河系中占所有恒星的70%以上。它们通常比我们的太阳暗、冷、小，但它们的磁场却可以比太阳强1,000多倍。

StKM 1-1262的质量是太阳的一半，但它的自转速度快了20倍，磁场强度估计是太阳的300倍。围绕这些恒星运行的系外行星通常距离非常近，轨道周期可能只有几天。虽然天文学家尚未确定StKM 1-1262是否有行星环绕，但基于以往的研究，几乎每颗红矮星似乎都至少拥有一颗行星。由于红矮星不太亮、温度较低，其宜居带——即行星表面可能支持液态水的距离——要小得多。

然而，天文学家长期以来一直担心，红矮星爆发的耀斑和物质抛射是否会用有害辐射冲击行星。

研究人员指出，如果一颗行星处于完美的宜居区域，拥有液态水和保护性大气层，其保护性磁场也可能无法承受这次CME的压力。一旦磁场被摧毁，行星大气层就会直接暴露于CME之下，导致其被剥离，最终留下一块贫瘠的岩石（有点像火星）。

接下来，研究人员希望确定这些小恒星如何积累和释放如此巨大的能量，并弄清楚重复的日冕物质抛射对附近行星可能产生的影响。此外，计划于2028年建成的“平方公里阵列”（SKA），作为世界上最大的射电望远镜，将包含数千个碟形天线和多达100万个低频天线，有望继续搜索来自其他恒星的日冕物质抛射。这一发现仅仅是开始，预示着未来我们对太阳系外空间天气的理解将迎来更多突破。

可以把这次探测到的星际CME想象成一场宇宙级的超音速海啸：虽然太阳系的CME就像是我们在平静湖面上看到的一圈圈波纹（引发极光），但红矮星的CME则像是一艘战斗机在海洋中激起的音爆冲击波，其巨大的能量和速度足以瞬间将附近岛屿（行星）上的沙滩（大气层）冲刷殆尽。