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類太陽恆星的超級閃焰事件比過去認為的更頻繁
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作者:
jiunn36
時間:
2024-12-22 03:16 PM
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類太陽恆星的超級閃焰事件比過去認為的更頻繁
本帖最後由 jiunn36 於 2024-12-22 03:17 PM 編輯
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我們的太陽是看似溫馴的黃矮星﹐有時卻會表現得十分暴躁。今年的太陽風暴不僅強烈﹐還讓低緯度地區出現了壯觀的極光。但是﹐太陽的能量釋放是否能超越我們的想像﹖近期發表在《科學》期刊上的一項研究﹐揭示了類太陽恆星可能發生超級閃焰﹐而且頻率比想像中的更頻繁。
超級閃焰是一種非常強烈的爆發事件能在短短時間內釋放出超過1034erg的能量﹐相當於數百萬顆核彈的威力。這類事件和太陽閃焰類似﹐但規模要大得多。研究團隊使用NASA的克卜勒太空望遠鏡觀察56,450顆與太陽相似的恆星﹐這些恆星的表面溫度介於5,000K到6,500K之間﹐光度和特性接近太陽。為了保證結果的準確性﹐研究團隊排除了旋轉速度過快的年輕恆星和雙星系統。根據累積4年的觀測資料﹐研究團隊發現2,527顆恆星共發生了2,889次超級閃焰。統計結果顯示﹐類太陽恆星平均每百年可能發生一次這樣的能量大爆發。這些數據等同於22萬年的恆星活動記錄﹐比利用同位素研究太陽過去15,000年的活動記錄更加全面。
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上圖是NASA SDO記錄的2024/02/16 X2.5太陽閃焰事件﹐分別強調EUV﹑日冕熱電漿﹑色球層。
歷史上﹐太陽曾經發生過最強的一次閃焰事件是1859年的卡靈頓事件﹐當時造成北美地區的電報系統與電網失靈﹐在靠近赤道的低緯度地區也能看見極光。該閃焰事件釋放的能量約10.32erg﹐僅為超級閃焰的百分之一。研究顯示﹐太陽的閃焰頻率和能量分佈與類太陽恆星的超級閃焰分佈極為相似﹐呈現指數下降的趨勢(~E-α﹐α=1.97)﹐可能說明它們是由相同的物理機制所驅動。
以往的研究認為超級閃焰的頻率較低﹐可能每數千年或數萬年才會發生一次﹐但是這些結果主要受到樣本選擇和檢測方法的限制。例如﹐早期的研究多集中於旋轉速度較快的恆星並設定了較高的檢測閾值﹐忽略了低能量事件。此次研究則採用了更敏感的檢測技術﹐並通過高精度定位排除了背景干擾﹐從而得出了更準確的結果。然而仍有許多疑問尚待解決﹐超級閃焰是否一定伴隨日冕物質拋射(CME)﹖它們與極端太陽粒子事件(SEP)之間的關聯又是什麼﹖這些問題需要進一步的觀測和理論研究來回答。
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上圖橘色實線為研究團隊使用克卜勒太空望遠鏡光度資料取得的結果﹐黑色虛線為對閃焰能量>1034erg事件的指數擬合(~E-α﹐α=1.97)。由於較低的訊噪比使恆星閃焰能量<1034erg事件的資料不完整﹐而使用1986年至2020年的太陽閃焰資料(綠色實線)擬合的結果為α=1.399﹐範圍在1029至erg1033erg之間﹐延伸至更高能量閃焰事件的範圍與恆星閃焰事件的擬合結果相關聯。
對現代社會而言﹐超級閃焰的威脅不容小覷﹐現代文明高度依賴科技﹐強烈的太陽風暴可能會損害導航﹑通訊和電力系統。如果超級閃焰發生﹐後果將更加嚴重。為了應對這種威脅﹐ESA計劃於2031年發射名為Vigil的探測器﹐專門用於監測太陽活動並提供早期預警﹐以提早應對降低對系統的損害。
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