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最新研究称:太阳能产生危险的“超级耀斑”

其他恒星会产生超级耀斑,这对系外行星来说可能不是好消息。事实证明,我们的太阳也可能产生超级耀斑。

作者:Jake Parks
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一次强大的超级耀斑摧毁了恒星系统中的一颗系外行星。图片来源:NASA, ESA and D. Player

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在过去的十年里,天文学家们了解到,即使是来自我们太阳的大型太阳耀斑——强大的辐射爆发——与我们在其他恒星上看到的耀斑相比,也显得微不足道。现在,我们经常能看到来自数百光年外恒星的“超级耀斑”,其威力是太阳耀斑的数百到数千倍。今年早些时候,研究人员甚至发现了一颗恒星发出了一个能量比太阳通常爆发的耀斑高出约100亿倍的超级耀斑

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这些超级耀斑主要在年轻、活跃的恒星上观测到。但周一在美国圣路易斯举行的第234届美国天文学会会议上公布的一项新研究表明,即使是我们中年、相对温和的太阳,也能够产生一些惊人的强大耀斑——尽管发生的频率大约每隔一到两千年才会出现一次。这项工作也于5月3日发表在《天体物理学杂志》上。

“年轻恒星大约每周就会发生一次超级耀斑,”该研究的主要作者、科罗拉多大学博尔德分校的 Yuta Notsu 在一份新闻稿中说。“对于太阳来说,平均每几千年才发生一次。”

Notsu 表示,粗略地说,太阳产生的超级耀斑大约有30%到50%会击中地球。这意味着我们大约每10000年就会经历一次比正常情况大100倍的超级耀斑袭击地球。

我们甚至可能已经“过期”了。“我们的研究表明,超级耀斑是罕见的事件,”Notsu 说。“但有可能我们在未来100年左右就会经历这样的事件。”

超级耀斑的大小

为了进行这项研究,Notsu 和他的团队首先梳理了开普勒太空望远镜的数据。该望远镜在过去十年里通过监测恒星亮度的变化来寻找行星。研究人员从大约9万颗类似太阳的恒星样本中,识别出了来自约300颗恒星的1000多个超级耀斑。

起初,他们认为这些恒星的自转速度会很快。这是因为快速旋转的恒星往往拥有强大的磁场,这些磁场容易缠绕在一起,从而引发耀斑。但快速自转显然不是产生强大爆发的必要条件。通过利用盖亚卫星的大小估算数据来补充他们的亮度数据,研究人员能够确定他们观测到的耀斑恒星的自转速度。他们发现,正如预期的那样,每几天自转一次的恒星产生的超级耀斑比像太阳这样自转速度较慢(大约每25天自转一次)的恒星产生的超级耀斑要强大约20倍。然而,他们仍然观测到类似太阳的恒星产生了危险的超级耀斑。

做好准备

证实了自转缓慢的、类似太阳的恒星仍然会产生强大的超级耀斑,这无疑是引人入胜的,但也有些令人担忧。

Notsu 说:“当我们的太阳年轻时,它非常活跃,因为它自转速度很快,可能产生更强大的耀斑。但我们不知道在现代太阳上是否会以非常低的频率发生如此大的耀斑。”

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不过,有一个历史上的参考点。1859年9月,一次太阳耀斑发出的带电粒子流席卷了我们的星球。它引发了当时记录到的最强大的地磁暴之一:卡林顿事件。当粒子撞击地球的保护性磁场时,它们引发了美丽的极光,一直延伸到夏威夷和古巴以南。但卡林顿事件不仅仅产生了美丽的夜空景象。它还对横跨北美和欧洲的电报网络造成了严重破坏。事实上,有报道称,当时过载的电报线路起火,并在事件期间电击了电报操作员。

如果像卡林顿事件这样中等强度的耀斑在19世纪中叶就严重扰乱了电子系统,那么如今威力大100倍的超级耀斑将会造成什么影响

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Notsu 说:“如果1000年前发生超级耀斑,可能没什么大问题。人们可能看到了巨大的极光。但现在,由于我们的电子设备,这会是一个大得多的问题。”

这个问题究竟有多大,还有待确定。Notsu 告诉《Astronomy》杂志:“对超级耀斑影响进行更准确的评估是下一步的紧迫任务,但我们现在可以预见到诸如大规模停电、卫星通信故障以及强烈的太空辐射等问题,”这些问题会对仪器和宇航员造成严重损害。

为了让我们为可能不可避免的超级耀斑袭击做好准备,Notsu 表示,我们需要通过投资辐射屏蔽和备份系统来保护我们的电子设备。

Notsu 强调:“这个话题现在应该开始认真考虑了。”

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  • Jake Parks

    Jake Parks是一位自由科学作家和《发现》杂志的编辑,他报道从宇宙奥秘到医学研究的最新进展。

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