日冕算什么,科学家看见了星冕爆发

2018年09月06日08:54  来源:科技日报
 

近日,由意大利巴勒莫大学天文学家科斯坦扎·阿吉洛菲带领的科研团队发现了一颗恒星发生星冕物质抛射的证据。这颗巨大的恒星HR9024质量约为太阳的三倍,距离地球约450光年。这是人类第一次观测到除太阳以外的恒星发生这种现象。那么,星冕和日冕有什么不同?观测到星冕物质对我们认识太阳有什么帮助?

难以预测的物质抛射现象

日冕物质抛射(CME)是太阳爆发活动的重要现象,表现为在几分钟至几小时内从太阳大气向行星际空间抛射出一团日冕物质,使很大范围的日冕受到扰动,从而剧烈地改变日冕的宏观形态和磁场位形。当类似的现象发生在其他恒星表面时,就可被称作星冕物质抛射。

太阳抛射出的日冕物质本质上是等离子体云,质量大约几十亿到几百亿吨,速度一般从每秒几十公里直到每秒一千多公里,携带了较强的磁场。射出的物质若朝着地球方向传播,则会对地球的高能粒子环境和地磁环境造成强烈扰动。

日冕物质抛射的形态多种多样,有环状、泡状、云状、束流状、射线状等,其中以环状最多。在强太阳风暴中,必定有日冕物质抛射的身影。同时,当日冕物质抛射在行星际空间中传播时,其产生的激波将会对粒子产生加速作用,使日冕物质抛射成为强度大且持续时间长的高能粒子源。

虽然日冕物质抛射现象经常出现,但是哪一次较为强烈,以及它们对地球构成的威胁程度如何,则是很难预测的。英国雷丁大学的马修·欧文斯博士曾表示, CME本身的形状会在与背景太阳风的相互作用过程中发生改变,因此CME在太空中的传播可能比我们之前认识的更加复杂。

历时十年的追踪

星冕物质抛射发生时,一团等离子体会进入周围的宇宙空间。这种现象一般出现在恒星耀斑之后。

“一直以来,由于太阳与我们的距离相对其他恒星来说要近很多,我们的地基和天基观测设备都能以较高的分辨率和精度观测太阳,从而使我们有机会发现日冕物质抛射等现象。而对于距离地球很远的其他恒星,则很难实现和太阳一样的高精度观测,因此获得这些星冕的变化信息就相对较为困难。”哈尔滨工业大学深圳校区空间物理学博士后李会超介绍说。

意大利的研究人员表示,他们从十年前就一直在研究美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台的数据。这些数据为如今他们提出的HR9024星冕物质抛射现象提供了有力支持。通过对恒星发射出的X射线波长变化的观察,研究星冕物质抛射,研究人员发现当耀斑现象停止后这些物质就会逐渐在恒星周围消失。这些物质在抛射过程中呈环形,从恒星表面延伸出来,随后又朝向恒星运动,不断反复。这些被抛射出的物质约10亿吨,且运动时产生的动能比理论预测的要低得多。

或揭示生命存活可能

很多空间科学家表示,此次研究结果很有可能作为一个指标,用来确定围绕可发生星冕物质抛射的恒星运行的行星上,生命存活的可能性有多大。

“此次发现为我们分析系外行星能否存在生命提供了新的视角。”李会超表示,由于最新发现的物质抛射现象还伴有物质的回流,研究人员分析可能有些物质并没有能够逃脱恒星强磁场的束缚。较强的恒星磁场意味着积累较多的磁能,这些能量可能会不断诱发强耀斑,增加这颗恒星附近的行星接收到的X射线、紫外线和高能粒子辐射,而这些辐射对生命的形成都会产生不利影响。

研究人员还指出,以前的研究证明这个过程抛射出的物质很难不受大型恒星强大磁场的影响,这也解释了为什么它们总是围绕恒星呈环状运动,以及为什么之前没有在其他的恒星上发现过物质抛射现象的原因。

“本次发现也再次证明,我们对太阳现象的研究能为其他恒星的研究提供理论基础,使人类能够更清晰地通过对其他恒星模糊的观测信息,分析其可能对应的物理现象,更好地去探索宇宙空间的奥妙。”李会超说。(实习生 郭子朔)

(责编:姜淑敏(实习生)、熊旭)

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