光年外类日恒星大爆发,朝地球方向抛出万亿千克致命物质日冕太阳耀斑

类日恒星大爆发引发人类对太阳的担忧。

日冕物质抛射。NASA / SDO

人类的平静生活可能只是一种例外。

我们的太阳看似平静,但这种平静是否能够一直延续也是要打问号的。天文学家在一颗类日恒星身上的发现,增加了人们的这种担忧。

天龙座EK是一颗与45亿年前的太阳十分相似的恒星,诞生至今不过1亿年。最近天文学家发现这颗恒星抛出了一个巨大的等离子团,其质量是有史以来类日恒星等离子团抛射物最高记录的10倍。

同类现象在太阳身上被称为“日冕物质抛射”。虽然太阳的年龄比天龙座EK大45倍,但是这并不意味着太阳已经没有能力发生同等规模的抛射,只是次数会比较少,间隔时间也比较长。同等规模的物质抛射现象在天龙座EK身上的发生概率为每星期一次,而在太阳身上可能是一千年一次。

被太阳抛出的日冕物质与地球接触后,会带来地磁风暴。地磁风暴会导致卫星运行异常,电网断电,以及网络和通信中断。由于太阳是始作俑者,因此又被称为太阳风暴。太阳风暴带来的大量高能粒子流,还会让任何不受地球磁场保护的人类宇航员,暴露在相当于一次X射线胸透剂量30万倍的辐射中。这无疑是致命的。

此类恒星物质抛射事件发生之前通常会出现所谓的超级耀斑,亦即突然在恒星表面局部位置出现的电磁辐射大幅增强现象。而超级耀斑电磁辐射的危害性,远远没有随之而来的等离子体物质抛射强。

超级耀斑的出现并不意味着一定会发生星冕物质抛射。为了查明天龙座EK的超级耀斑是否触发了大规模的星冕物质抛射,天文学家使用TESS系外行星巡天卫星和京都大学SEIMEI望远镜,对这颗距离地球大约110光年的恒星进行了观察。在为期3个多月的观察期内,天文学家在恒星的光谱中发现了他们期望找到的一种偏移现象,表明确实有一大团等离子体正在朝着地球的方向移来。

这团等离子体的运动速度大约为每小时160万千米,其质量总和大约为1万亿千克,是有史以来最高记录的10倍。

面对千年一遇的超级耀斑和超大规模的日冕物质抛射,人类文明的历史可谓短暂,对太阳的认识可谓肤浅。直到公元1859年后,人类才首次对太阳耀斑有了直接的观测,也就是说人类对太阳表面和大气活动的直接记录少于200年。

进入电气化时代以来,太阳耀斑和地磁风暴对地球的影响一直都不怎么严重。除了1859年的“卡林顿事件”。当时太阳上出现了两个耀斑,使得全球部分电报线路(当时是有线电报)崩出了火花,甚至有的地方还发生了火灾。但在大多数人的回忆中,太阳风暴只带来美丽的极光,已经渐渐忘记了它可能会造成的严重破坏。

在人类历史上,太阳其实已经发生过多次爆发。古树年轮中碳14的记录显示,公元774年和775年,太阳发生过一次爆发。当时穿透地球磁场的高能粒子使得地球表面的放射性原子数量突增。冰芯中的证据也指向这一点。而同样的事件在公元前2610年、公元993年和994年也都发生过。

目前针对天龙座EK的研究仍是不全面的。研究人员不知道有多少超级耀斑会引发大规模星冕物质的抛射,也不知道有多少不会。超大规模的抛射物一旦击中地球,就会带来极为严重的后果。但太阳的下一个超级耀斑究竟会在什么时候出现,也还没有人知道。

天龙座EK。Sky Guide

参考

Probable detection of an eruptive filament from a superflare on a solar-type star

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