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20顆類太陽恒星相關(guān)數(shù)據(jù) 揭示出類太陽恒星耀發(fā)的特征時間

2021-08-18 13:17:10 來源：中國科學(xué)報

耀斑特指太陽表面的局部突然增亮現(xiàn)象，類似地，恒星表面突然增亮的現(xiàn)象被稱為“耀發(fā)”。這兩種現(xiàn)象有什么異同？物理機(jī)制如何？

近日，中國科學(xué)院國家天文臺研究員賀晗帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊通過分析開普勒空間望遠(yuǎn)鏡獲得的20顆類太陽恒星相關(guān)數(shù)據(jù)，揭示出類太陽恒星耀發(fā)的特征時間，有助于理解系外行星的宜居性問題。研究工作以快報（Letter）的形式發(fā)表于《皇家天文學(xué)會月刊》。

太陽耀斑本質(zhì)上是太陽大氣中磁場能量的釋放，好比人的情感積累到一定程度后的宣泄。近年來，隨著觀測儀器不斷進(jìn)步，太陽耀斑觀測研究進(jìn)入多波段、高空間分辨率、高時間分辨率和高譜分辨率的階段。耀斑的光變曲線具有先上升、后下降特征，是科學(xué)家進(jìn)行重點(diǎn)研究的對象，分別被稱為“上升相”和“下降相”。

本文通訊作者賀晗表示：“耀斑的上升相代表了太陽磁場能量通過磁重聯(lián)過程快速釋放的過程，而其下降相則代表了耀斑源區(qū)的逐漸冷卻過程。因而，耀斑的上升相和下降相的特征時標(biāo)，對耀斑研究具有非常重要的物理意義。”

既然太陽耀斑有這樣的特征，作為同類的其它恒星的情況自然受到天文學(xué)家的關(guān)注。據(jù)了解，科學(xué)家在過去對恒星光變曲線的研究中也發(fā)現(xiàn)了與太陽耀斑類似的突然增亮現(xiàn)象，命名為“耀發(fā)”。一直以來，由于觀測樣本數(shù)不夠多，限制了科學(xué)家對耀發(fā)的理解。

最新發(fā)表的這項研究中，科研人員基于開普勒空間望遠(yuǎn)鏡的相關(guān)數(shù)據(jù)開展研究。賀晗介紹，開普勒空間望遠(yuǎn)鏡自2009年發(fā)射升空后對特定天區(qū)進(jìn)行了持續(xù)的測光觀測，獲取了大批量恒星的光變曲線，為類太陽恒星耀發(fā)的研究提供了大量樣本和豐富信息。

研究中，他們選取恒星參數(shù)與太陽接近的20顆有顯著耀發(fā)活動的類太陽恒星，從光變曲線中識別出184個恒星耀發(fā)樣本，基于耀發(fā)的光變輪廓確定了每個耀發(fā)樣本的上升相和下降相時間，然后對耀發(fā)的上升相時間和下降相時間進(jìn)行了統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示，類太陽恒星耀發(fā)的上升相時間中位數(shù)為5.9分鐘，下降相時間中位數(shù)為22.6分鐘，這一結(jié)果與太陽耀斑的時標(biāo)一致。

“我們可以這樣理解，類太陽恒星不僅和太陽長得像，連一顰（上升相）一笑（下降相）的步調(diào)也那么像，所以，這兩種爆發(fā)應(yīng)該具有相同的物理機(jī)制。”本論文另一通訊作者、國家天文臺閆巖博士表示。

此外，研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，類太陽恒星耀發(fā)樣本的上升相和下降相時間均符合對數(shù)正態(tài)分布。對此，研究人員認(rèn)為，這一結(jié)果可作為未來此類研究的基準(zhǔn)，用于比較各類恒星耀發(fā)時間的分布規(guī)律，同時可作為系外行星大氣建模的輸入因子，對分析恒星耀發(fā)活動施加于系外行星大氣的影響以及系外行星的宜居性具有重要意義。

標(biāo)簽：太陽恒星恒星耀發(fā) 太陽耀斑開普勒空間望遠(yuǎn)鏡