瘦小溫馴的紅矮星有時也會變狂魔

49太歲

 

　　天文學家發現：瘦小溫馴的紅矮星（red dwarf）有時也會變成狂魔，突然爆發強烈閃焰（flare），釋放出相當於1億顆原子彈的巨大能量。太空望遠鏡科學研究所（Space Telescope Science Institute）天文學家Rachel Osten等人從哈柏太空望遠鏡（Hubble Space Telescope，HST）約215,000顆的紅矮星觀測資料中，發現100個恆星閃焰事件；但是紅矮星爆發閃焰的頻率，約是其他質量不大的年輕恆星的1/15而已。這個紅矮星巡天觀測為期7天，是迄今規模最大的連續性紅矮星監測計畫。

　　紅矮星是宇宙中已知數量最多的恆星，天文學家一般認為它們可能擁有許多行星。然而，這些質量比太陽還小的恆星，並非一直都很溫馴；如同太陽一樣，恆星大氣中嚴重糾結的磁力線一旦突然發生斷裂並重新連結（reconnection）的現象時，原本被磁力線鎖住的能量突然大量釋放，讓被加熱到極高溫狀態的電漿氣體向外強烈噴發，便形成所謂的「閃焰」。閃焰爆發時，不僅會拋出大量電漿氣體使恆星風（stellar wind）加劇，而且會釋放出強烈的紫外光、X射線等，這些都會襲擊任何在其周邊環繞的行星，使這些行星大氣被加熱、甚至被剝離，讓行星上可能存有的生命遭受滅亡威脅。

　　這個2006年2月22-29日期間執行的SWEEPS巡天工作（Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search，人馬觀測窗系外行星凌日搜尋計畫），朝向位在銀河系核心部分的人馬座方向進行觀測，總共連續觀測了49小時。這個巡天工作原本的目的其實是在搜尋系外行星，利用先進巡天相機（Advanced Camera for Surveys）連續監測大量恆星的亮度變化，看看有沒有恆星通過恆星前方造成的亮度降低現象。

　　Osten等人認為這個資料龐大的搜尋工作，用途應該不僅止於系外行星搜尋，而是可以提供恆星本身的訊息，因此反向操作，搜尋哈柏資料庫中，亮度稍微增加的紅矮星。結果發現其中有些紅矮星的亮度在短時間內暴增10%，比我們太陽爆發閃焰時的亮度增加比例還大很多。這些閃焰平均持續時間只有15分鐘，少數紅矮星還曾在這短短7天時間內數度爆發閃焰。

　　此外，這些天文學家還發現：有週期性亮度變化的變星，爆發閃焰的機會是非變星的1000倍以上。這些變星的自轉速度都很快，意味著它們可能是公轉速度很快的雙星系統；如果這些恆星表面出現類似太陽黑子的大型星斑（star spots），隨著恆星自轉，將使恆星亮度週期性地變化。而太陽黑子和星斑都是糾結的磁力線穿出太陽或恆星表面的結果，因此若有大型星斑存在，意味著此處有極強的磁場，發生閃焰的機率也就高多了。

　　Osten等人表示：雖然紅矮星比太陽小，但它們的對流層（convection zone）可延伸到恆星內部更深之處，熱氣體從恆星內部輸送到表面，就像沸騰的水一樣。如此一來便可讓在對流層裡產生的磁場強度也比太陽強，影響範圍更廣，例如：一般太陽黑子面積不到太陽表面的1%，可是紅矮星的星斑覆蓋面積卻可達恆星一半表面積，這讓紅矮星得以發生比太陽還強得多的強烈閃焰。


《 本帖最後由 49太歲 於 2011-1-16 08:53 編輯 》