來自星星的巨型耀斑

恆星與它周圍的行星（包括太陽和地球）之間的長期關係可能比以前想像的更複雜。美國賓夕法尼亞州立大學天文學家科斯坦丁·格特曼（Kostantin Getman）為首的研究團隊，使用美國太空總署的錢德拉X射線天文台（Chandra X-ray Observatory）對數千顆恆星進行的一項新研究得出這個結論。

通過對X射線中的恆星形成區域進行有史以來最大規模的調查，一組研究人員幫助勾畫出年輕恆星發出的非常強大的耀斑或爆發與它們可能對軌道上行星產生影響之間的聯繫。

格特曼說：「我們的工作顯示太陽在數十億年前如何表現並影響年輕的地球，在某些方面，這是地球和太陽系是如何形成。」

天文學家檢查了錢德拉在恆星形成的四十個不同區域中超過二萬四千顆恆星的X射線數據。他們找到超過一千顆發出耀斑的恆星，這些耀斑的能量比現代天文學家在太陽上觀察到的最強大的耀斑（1859年的太陽卡林頓事件）要強得多。超級耀斑至少要比卡林頓事件和巨型耀斑的能量高出一千萬倍。

錢德拉X射線天文台在這項工作中觀測到的這些強大耀斑發生在所有恆星形成區域和所有不同質量的年輕恆星中，包括與太陽相似的恆星。它們也出現在年輕恆星演化的所有不同階段，從早期恆星大量嵌入塵埃和氣體並由一個大型行星形成盤包圍的階段，到行星盤形成的後期階段消失了。研究中的恆星年齡估計不到五百萬年，而太陽的年齡為四十五億年。

研究小組發現，每一顆年輕恆星每週都會發生幾次超級耀斑，平均在整個樣本中，每年大約有兩次超級耀斑。在過去的二十年裡，天文學家一直認為，這些巨大的耀斑可以通過將氣體從圍繞它們的物質盤中驅走，從而幫助賦仍在形成的恆星可能會引發小型岩石物質的形成，這是行星形成的關鍵步驟。

研究人員還對五十五顆明亮恆星的超級和巨型耀斑建立詳細模型，發現它們中的大多數類似在太陽上看到的持久耀斑，產生日冕物質拋射，帶電粒子的強大拋射會破壞行星大氣層。

這項工作對於了解耀斑本身也很重要。研究小組發現，對於有和沒有行星形成盤的年輕恆星來說，耀斑的屬性，例如亮度和頻率，是相同的。這意味著耀斑可能類似在太陽上看到的耀斑、磁場環都在恆星表面出現。

【圖：互聯網；文：節譯自物理學機構網頁】 研究全文刊登在2021年5月11日出版的arXiv論文預印本網站