首次探測到巨大的恆星爆發

首次探測到巨大的恆星爆發


義大利巴勒摩大學(University of Palermo)天文物理學家哥斯坦斯·亞之諾奇(Costanza Argiroffi)等人透過錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)監測遠方恆星閃焰(flare)爆發過程中的電漿運動速度,首度在太陽以外的其他恆星外層大氣偵測到強烈的日冕物質拋射(coronal mass ejection,簡稱 CME)現象。由於閃焰和日冕物質拋射都與恆星活躍的磁場活動有關,這些研究學者認為未來或許可以透過這樣的日冕物質拋射活動來瞭解恆星的物理性質,也開啟了系統性研究這類恆星劇烈事件的機會。

這顆恆星編號為HR 9024,位在仙女座方向,距離地球約四百五十光年,是顆所謂的活躍恆星(active star)。當太陽閃焰發生時,電漿被限制在冕環(coronal loop)中,形成一個巨大的電漿泡泡,起初向上延展運動,然後才向下落至低層大氣;不過,也有的電漿向上延展後,再也不下落,而是直接拋向太空,這就是與閃焰爆發伴隨發生的日冕物質拋射。

亞之諾步等人分析錢卓上的高能傳輸光柵光譜儀(High-Energy Transmission Grating Spectrometer,HETGS)於2001年8月觀測的一場HR 9024閃焰爆發;這是唯一能測量星冕電漿運動速度到每小時數十到數千公里程度的儀器。測量結果顯示HR 9024閃焰爆發時的電漿溫度大約在攝氏一千萬度至二千五百萬度之間,而電漿速度則在每小時三十六萬到一百四十五萬公里之間,起初上升,而後下落,與恆星閃焰理論預測的物質行為完全符合。

更重要的是,在閃焰發生後,「僅約」攝氏390萬度的「最低溫電漿」從恆星表面向上升起,以接近時速三十萬公里的定速向太空中運動,完全符合伴隨恆星閃焰發生的日冕物質拋射噴發的預測。而從錢卓X射線觀測資料估計的日冕物質拋射總質量高達9.1×10^14公噸,約相當於太陽最強烈日冕物質拋射拋出物質的數千倍以上。

由於天文學家們目前對恆星閃焰的認知幾乎都來自太陽,但最極端的太陽閃焰所發出的X射線強度也比恆星閃焰還弱十萬倍左右,所以很多有關恆星閃焰的預測都不是十分肯定。而HR 9024的觀測,是天文學家首度確認並瞭解恆星閃焰這種事件的確切內涵,也首度確認恆星也會發生日冕物質拋射,並確認了活躍恆星日冕物質拋射的規模必定比太陽日冕物質拋射還大的概念。不過,HR 9024測出的日冕物質拋射速度明顯比預期的還低,顯示活躍恆星的磁場加速日冕物質拋射的效率可能比太陽磁場還低。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】

發表評論