太阳系外观测到日冕物质喷射

未知 2019-06-08 18:12



太阳系外观测到日冕物质喷射


所谓日冕物质其实就是太阳的产物,与恒星表面的活跃区域有关。一般是从太阳的日冕层抛射出来的物质。它是一种巨大的、携带磁力线的泡沫状气体,日冕抛出的物质一般包括电子和质子组成的等离子,此外还有少量的重元素,例如氦、铁,以及伴随着的日冕磁场。它们的产生经常伴随着太阳耀斑,并如果物质的抛射离恒星表面很近,就称为日珥。如果物质移动的距离超过这个距离,就叫做日冕物质喷射。在我们自己的太阳上,日冕物质抛射并不罕见,它被称为coronal mass ejection,简称CME。

但是呢?人类到目前为止仅在太阳系观测到日冕物质抛射的过程,太阳就是我们的观测对象。人类首次探测到日冕物质抛射是在1971年,当时科学家们正在进行第七次的太阳轨道观测,随后观测到这一现象。但是太阳系外呢?最新一项研究观测打破了我们的视限!

是的,科学家首次在太阳系外看到一个巨大的日冕物质喷射,在另一颗恒星上!这颗恒星距离我们大约455光年,位于仙女座,被命名为HR 9024,它是一颗活跃的变星,具有很强的磁场,天文学家说这可能导致日冕喷射。科学家惊喜地称,这一以前从未实现过的结果证实,我们对耀斑中主要现象的理解是可靠的!CME在另一颗恒星上的探测意义重大,因为它是第一颗。除了在太阳上,它们很难被探测到,因为要看到它们需要空间分辨率。

那么科学家们是如何观测到的呢?

据了解,在这项研究中,研究小组在基于监测恒星耀斑期间等离子体的速度上使用了钱德拉x射线天文台和钱德拉号上的高能透射光栅光谱仪。该仪器能够测量日冕等离子体的运动,其速度为数万英里每小时,就像这台发现HR 9024的仪器。这颗恒星与太阳环境类似,在耀斑发生期间,被限制在日冕环内的等离子体预计会首先向上移动,然后向下到达恒星大气的较低层。此外,由于与耀斑有关的CME,预计还会有一个额外的运动,总是向上运动。由于CME无法被肉眼检测到,所以它是在钱德拉探测到极其强烈的x射线闪光时观测到的,强烈的x射线闪光足以发现455光年外的CME。

科学家惊讶地发现,来自恒星hr9024的CME比太阳产生的任何物质都要强大得多。它比我们所见过的最大的太阳喷射日冕物质过程还要大一万倍。当时太阳的CME向太空排放了大约20亿磅的物质。那次太阳耀斑发生在2011年。当时,这是迄今为止发现的最大耀斑。太阳耀斑先于日冕物质抛射,由于其极端温度,在x射线图像中可见。观测结果显示了耀斑和日冕物质抛射的一些内部活动。在耀斑期间会产生极热的物质,并在1000万到2500万摄氏度(1800到4500万华氏度)之间逐渐上升,然后以36万到145万公里每小时(22.5万到90万英里每小时)的速度下降。这些测量结果与来自恒星理论的预测相一致。

专家得出结论,这个以前从未实现过的结果证实了我们对耀斑中主要现象的理解是可信的。虽然我们不太相信我们的预测能与观测结果如此吻合,因为我们对耀斑的理解几乎完全是基于对太阳环境的观测,在太阳环境中,最极端的耀斑发出的x射线强度甚至比太阳还要低10万倍。

钱德拉的数据显示,CME的大小使太阳相形见绌。观察表明,在非常活跃的恒星,如HR 9024中,日冕物质抛射是我们在太阳中看到的日冕物质抛射的大规模版本。由美国宇航局的太阳动力学观测站在极紫外光下看到的太阳的环状、混沌的磁场线。HR 9024比我们的太阳更有磁性。HR 9024本身就是一颗巨星,尽管它只有2.86个太阳质量和9.46个太阳半径。对于同年龄的恒星来说,它的自转速度也异乎寻常的高。一些天文学家认为,它可能吞噬了附近的一颗炽热的木星,这使得它具有很高的自转速度。与我们的太阳形成鲜明对比的是,它显示出几乎恒定的燃除,这是它强大磁场的影响。

HR 9024的日冕主要由强大的环状磁结构构成,高达30%的恒星表面显示出太阳活动。早在2003年,天文学家就假设这些相互作用的环状结构会导致外燃,从而导致日冕物质升温到如此高的温度。随着时间的推移,HR 9024的自旋率预计会下降,这应该会降低其耀斑和CMEs的功率,或许科学家会有进一步的发现。

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