研究表明,像太阳这样的恒星每100年爆发一次“超级耀斑”

一项对类太阳恒星的调查发现,它们大约每世纪产生一次超级耀斑。

今年早些时候,地球经历了两次由太阳辐射爆发引起的地磁风暴,对太空卫星和地面通信系统产生了影响。事实证明,太阳可能会产生更强大的太阳耀斑。

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太阳是一个巨大的等离子体发光球,它使我们的太阳系保持在一起,但在宇宙中有数十亿颗类似太阳的恒星。尽管科学家们在过去60年左右的时间里一直在近距离研究太阳,但监测类似太阳的恒星在其生命的不同阶段,可以帮助预测地球主星的行为。为了弄清太阳是否能够产生比太阳耀斑强几千倍的超级耀斑,一组科学家仔细研究了56000颗类太阳恒星的数据。研究小组在2527颗恒星上发现了2889个超级耀斑,这表明与太阳温度和变化相似的恒星大约每世纪会产生一次超级耀斑。

到目前为止,科学家们仍然不确定太阳是否有能力产生超级耀斑,因为在我们的主星上没有记录到这样的事件。根据这项研究,过去的极端太阳活动以同位素峰值的形式在地球上留下了印记,但这些事件的能量水平低于超级耀斑的预期水平。也就是说,今天发表在《科学》杂志上的研究结果不仅让科学家们更好地了解了我们的主星,而且还可以帮助他们更好地预测即将到来的地磁风暴,这些地磁风暴会扰乱我们在地球上的技术。

马克斯·普朗克太阳系研究所的瓦莱丽·瓦西里耶夫(Valeriy Vasilyev)是这项新研究的主要作者,他告诉我们:“我们想确定太阳产生超级耀斑的频率;然而,直接观测太阳的持续时间相对较短。”

这项研究的研究人员没有依靠对太阳的观测,而是求助于美国宇航局开普勒太空望远镜收集的数据。开普勒太空望远镜在太空中飞行了九年,在宇宙中搜寻系外行星。瓦西里耶夫补充说:“另一种方法是分析开普勒等太空望远镜收集的大量数据 …… 通过在四年的时间里观测大约56000颗类太阳恒星,我们有效地积累了相当于大约22万年的太阳观测数据。”

研究结果还表明,超级耀斑的频率与之前观测到的太阳耀斑模式一致,这表明了一种共同的潜在机制。普通的太阳耀斑 —— 太阳上的巨大爆炸将高速粒子抛入太空 —— 释放的能量相当于地球上火山喷发释放的能量的1000万倍。另一方面,超级耀斑的威力是太阳耀斑的一万倍。

“这样的风暴可能会严重破坏技术系统。”

耀斑是太阳活动的自然现象。太阳遵循11年的周期,这影响了太阳活动的水平。今年,美国国家航空航天局证实,太阳正处于太阳活动极大期,这是一个以强烈的太阳耀斑和日冕物质抛射为特征的活动增加的时期。今年5月,由于太阳日冕(也称为日冕物质抛射)大量喷发等离子体,一场G5或极端地磁风暴袭击了地球。这场G5级风暴是20多年来首次袭击地球,对地球电网造成了一些有害影响,并导致数千颗卫星在近地轨道上改变了位置。

“如果伴随着日冕物质抛射(CME),[超级耀斑]可能导致地球上极端的地磁风暴,”瓦西里耶夫说。“这样的风暴可能会严重破坏技术系统。”

研究人员指出,需要进一步的详细调查,以确定观测到的恒星是否与太阳不同,或者它们的活动是否反映了我们宿主恒星的未来潜力。太阳被认为是一颗典型的黄矮星。然而,据瓦西里耶夫介绍,最近发现,与开普勒望远镜视野中的其他类日恒星相比,太阳的亮度变化要低得多。瓦西里耶夫补充道:“这表明太阳的活动性不如大多数太阳类似物。”

这项研究通过纳入更大、更有代表性的类太阳恒星样本来解释这一因素,但尚不清楚这是否会影响太阳产生超级耀斑的能力,就像它的同类恒星一样。


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