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日冕物質拋射(CME)是太陽外層大氣中大量磁化等離子體向太空噴出的劇烈爆發現象。當CME直奔地球時,就可能會引發磁暴和極光現象,甚至干擾或損壞通信系統和電力網絡。
天文學家經常觀測到太陽的日冕物質拋射,他們也假設在其他恒星也會發生這樣的爆發事件。但此前的研究都只能捕捉到一些跡象,無法真正確認有物質離開了恒星并逃逸到了太空中。
現在,在一項于近日發表在《自然》雜志的研究中,天文學家首次在太陽之外的一顆M矮星上觀測到了日冕物質拋射的直接證據。
來自一顆M矮星
M矮星是一類非常常見的恒星,在太陽附近的恒星中占比高達70%。在尋找宜居系外行星的過程中,天文學家特別關注M矮星:因為它們的體積通常較小,因此當有行星從其前方掠過時,會造成更明顯的亮度下降;同時,由于它們的質量較低,使其軌道上的大型行星對它們的牽引更加明顯。
不過,在過往的研究中,天文學家推測,M矮星對行星可能并不“友好”。因為它們會頻繁釋放X射線和紫外耀斑,長期來看會加熱并電離附近行星的大氣,使其逐漸逃逸到太空中。
盡管天文學家過去在太陽附近的M矮星中進行了大量的搜尋,但一直沒有探測到CME。CME的一個典型觀測標志是Ⅱ型射電暴——這是CME在穿過日冕時形成激波,并由激波產生的短暫而強烈的射電信號。
在新的研究中,研究人員決定利用LOFAR低頻陣來捕捉這種射電信號。他們共監測了大約86000顆附近恒星,并在這海量的恒星數據中,只探測到了一例清晰的Ⅱ型射電暴信號,來自距離地球約130光年的StKM 1-1262——這是一顆暗淡、偏紅的M矮星,半徑約為太陽的三分之二。
可能摧毀行星大氣層的超強CME
根據射電暴的特征,研究人員計算出,這次的CME等離子體以大約每秒2400千米的速度移動——這個速度在CME中是很高的,對于太陽來說,只有大約5%的CME能以此速度傳播。
如此快速且密度足夠高的噴發,完全可能把靠近這顆恒星的行星大氣層徹底剝離。
這種足以剝離大氣層的CME能力,為評估其他星球是否可能存在生命提供了重要線索。科學家認為,只要行星處于恒星的宜居帶——即液態水可存在的距離內——它就可能孕育生命。然而,如果恒星頻繁爆發強烈的CME,那么附近的行星可能會失去其大氣層,從而無法維持生命環境。
對宜居性研究的意義
這一發現不僅對研究恒星和太陽本身很重要,也與尋找宜居的系外星球密切相關。
目前,研究團隊正試圖將這些新數據納入關于M矮星及其日冕的模型中。基于這些觀測,研究人員估算典型的M矮星平均每500年可能爆發一次CME。盡管看起來發生頻率不高,但生命在行星上演化需要極其漫長的時間,而周期性遭受CME粒子轟擊顯然對生命十分不利。
這項研究為天文學家觀測和理解其他恒星周圍的爆發事件與空間天氣開辟了新的前沿。它意味著,天文學家不再需要把對太陽CME的理解生搬硬套到其他恒星上。在那些體積更小、卻是潛在宜居行星主要宿主的M矮星周圍,空間天氣可能更加極端。這對這些行星如何保持大氣層,以及能否長期保持宜居狀態,都具有重要影響。
#參考來源:
https://www.astronomy.com/science/astronomers-see-a-massive-stellar-explosion/
https://www.science.org/content/article/astronomers-detect-first-eruption-plasma-around-star-other-sun
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09715-3
#圖片來源:
封面圖&首圖:NASA Goddard Space Flight Center
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