日冕物質拋射
日冕物質拋射(Coronal Mass Ejection,也被稱為CME)是巨大的、攜帶磁力線的泡沫狀氣體,在幾個小時中被從太陽拋射出來的過程,表現為從太陽向外拋射一團日冕物質(速度一般從每秒幾十公里到超過每秒1000公里),使很大範圍的日冕受到擾動,從而劇烈地改變了白光日冕的宏觀形態和磁場位形。日冕物質拋射是日冕大尺度磁場平衡遭到破壞的產物,日冕物質拋射破壞了太陽風的流動,產生的干擾會影響到地球,甚至引發悲劇結果。
其實,日冕物質拋射是太陽系中相當普遍的現象,它是太陽釋放能量的另一種形式,也可以說是一種來自太陽上層大氣的等離子體大爆發,並被釋放到太陽風中。在太陽活動最大期(太陽活動達到最大值的常規時間),它們通常每天發生大約三次。
CME的大小可以有很大的不同:一個國際天文學家小組在距離一顆名叫EK Draconis的恆星100光年多一點的恆星系統中發現了一個巨大的CME(遠遠大於在類太陽恆星上觀測到的最大的CME)。
這次觀測向我們發出了令人警醒的警告,因為科學家認為我們的太陽也有能力進行如此危險的活動。此外,研究小組認為,正是因為太陽過去發生了類似的噴發,才塑造出地球和火星今天的面貌!
在他們的研究中,天文學家發現了被稱為EK Draconis的恆星。作為一顆G型主序星(光譜型為G的恆星。光譜特徵為電離鈣的H和K線特強),它與我們的太陽有著驚人的相似之處。然而,在1億年前,EK星比我們46億年前的太陽要年輕得多。作為太陽的一個“年輕版本”,它給天文學家提供了一個極好的機會來洞察太陽的年輕歲月。
在2020年的春季和冬季,該團隊使用NASA的過境系外行星調查衛星和京都大學的EIMEI望遠鏡對該恆星進行了30多個夜晚的跟蹤。4月5日,一次很偶然的觀測,他們目睹了一場激烈的宇宙焰火表演。EK Draconis星產生了一種空前兇猛的CME,在此期間,大量的能量和帶電粒子被排出。儘管研究小組只能捕捉到CME的初始階段,但熾熱等離子體雲的速度卻達到了每秒610公里。
這次CME在質量方面也是相當獨特的,因為它的質量為萬億公斤,比從G型主序星觀測到的最強大的日冕物質拋射的質量高出十倍多。
巨大的日冕物質拋射也會發生在我們自己的太陽系嗎?
根據論文作者之一Yuta Notsu的說法,這種規模的日冕物質拋射在我們的太陽系中也可能發生。該小組的發現可能有助於我們進一步瞭解這些可能在過去數十億年中影響火星和地球的事件型別。
幸運的是,到目前為止的觀測和新的研究表明,我們的太陽可能比龍星相對平靜。例如,2019年發表在《天體物理學雜誌》上的一篇研究論文顯示,銀河系中年輕的類太陽恆星似乎經歷了類似於太陽系中太陽耀斑的規則超新星,但強度是太陽系的幾十倍甚至數百倍。
儘管如此,科學家們說,超級巨星和隨後的CME仍然可能發生在我們的系統中,但並不經常發生。研究小組估計,這種情況每幾千年才會發生一次。
對早期太陽系的影響
Yuta Notsu說,在我們的太陽系還處於嬰兒期的時候,巨幅日冕物質拋射現象可能更為普遍。 事實上:“與地球相比,現在火星的大氣層非常薄,”Yuta Notsu說。“過去,我們認為火星的大氣層要厚得多。日冕物質拋射可能有助於我們瞭解數十億年來火星發生了什麼。”
總而言之,早期的巨星CME可能在塑造火星和地球成為我們所知的行星方面發揮了重要作用。我們懷疑未來的研究將揭示許多關於早期太陽系的奧秘。
引用
Probable detection of an eruptive filament from a superflare on a solar-type star (Nature Astronomy)
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