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科學報 科學文摘 宇宙

我們的太陽並不“寧靜”,它會產生危險的“超級耀斑”


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更新日期:2022316
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通常,高能耀斑出現於年輕的高速自轉的恒星上,但是科學家認為,成年的緩慢的恒星,比如我們的太陽,仍然能夠爆發出奇特的超級耀斑。

圖解:藝術家對外星超新星的概念繪畫圖。

那些距離我們地球數百光年以外的恒星有時會噴射出大量的能量,甚至於能被地球上的天文學家探測到。這些被稱為超級耀斑,它們類似於普通的太陽耀斑,但是在一個更大的能量尺度上。過去,科學家們普遍認為,超級耀斑是由年輕的恒星產生的,而我們的太陽,一顆成年的恒星,大約已經46億歲了,基本不再會出現這類間歇性的能量大爆發。

在天體物理學的雜志上發表的研究表明,成年期的緩慢旋轉的恒星,比如太陽,仍然可能爆發出這類超級耀斑,只是相對而言頻率很低,極為稀少。由天體物理學家Yuta Notsu,一位在科羅拉多大學的訪問學者,領導的研究認為,通過已有的證據,一顆成年恒星大約每2000年到3000年會爆發一次超級耀斑。這確實不多,但還不能讓我們完全忽略它可能帶來的影響。

對於地球而言,一次超級耀斑並不足以引發一場破壞整個地球生態環境的巨大災難,但對我們的高科技文明極有可能是一場浩劫。來自太陽的高能輻射會對電子通訊系統產生嚴重的破壞,造成系統宕機,破壞衛星,並使宇航員暴露在危險的宇宙輻射下。

超級耀斑不同於地磁暴,但它們兩者是相關的。

在一封Notsu 寫給Gizmodo的電子郵件中,他提到:“地磁暴是十分嚴重的地球磁場紊亂,而超級耀斑是在太陽或其他恒星表面的劇烈爆炸。如果太陽爆發超級耀斑,它將噴射出大量等離子體,這些等離子體抵達地球就會引起強烈的磁暴現象。簡單來說,劇烈的地磁暴是由超級耀斑引起的。”

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第一次超級耀斑是在機緣巧合下被開普勒空間望遠鏡探測到的。這項空間探索計劃原本是用來搜尋和發現外星行星的,但它時不時會發現一些異常的恒星活動。一些恒星會在短暫的時間內變得極為明亮。天文學家們於是便將這些恒星命名為開普勒超級耀斑恒星。

普通的耀斑在太陽上是非常常見的,不過這些自然不在我們的討論範疇。超級耀斑爆發出的能量要遠遠大於任何我們在太陽上觀測到的現象。Notsu認為正是那些年輕恒星的不穩定性引發了這些超級耀斑。

Notsu表示:“大量儲存在恒星表面巨大星斑周圍的磁能會導致超級耀斑發生。
由於年輕的,快速旋轉的恒星內部產生的旋轉剪切力,使得它們能夠高效的產生如此巨大的磁能。”

通過進一步的研究,Notsu想要探究,類似太陽的成年恒星是否也有可能會爆發出超級耀斑?如果是,那麼還需要研究這些現象的發生頻率。開普勒的觀測數據被歐洲航天局(ESA)的GAIA衛星以及位於美國新墨西哥州的阿帕奇波因特天文台再次確認,他們排除了一些其他可能造成此類爆發的原因,比如背景噪音。這些完成以後,最終得到的名單中有43顆類似於太陽的恒星。深入的統計學分析表明,恒星的年齡確實是影響超級耀斑產生能力的一個因素。年輕的恒星大約每周產生一次超級耀斑,而成年的恒星則大約數千年產生一次。

我們並不知道太陽何時會爆發出一次超級耀斑。當被問到這個問題時,Notsu說道:“預測一次超級耀斑,將是非常艱巨的挑戰。”

Notsu告訴Gizmodo:“當下的研究只能告訴我們類似太陽的恒星大約每2000年至3000年會爆發一次超級耀斑,但是無法推測接下來100年的狀況。根據我們的研究結果,巨大的星斑或者說太陽黑子的存在是產生超級耀斑的必要條件,所以至少可以認為,當有巨大的星斑在太陽表面形成的時候,很有可能會產生超級耀斑。”

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因此,Notsu認為下一個重要的研究主題是更好地理解太陽生成這些異常巨大的星斑的過程。通過一些發現,我們或許可以解開這個謎團。

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Lexer- gizmodo- George Dvorsky

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