我们已经有一点预感,我们最近的恒星邻居可能是一个不适宜居住的地方。 2017年,红矮星比邻星被发现喷出气体巨大的耀斑其威力比太阳最大一次喷发的威力还要大10倍,这使得围绕它运行的岩石世界Proxima Centauri b上存在适宜居住条件的希望破灭了。
我们所知道的生活前景变得更加严峻。一项新发现为我们提供了证据,表明比邻星可能正在释放类似太阳的日冕物质抛射,其中大量的电离等离子体和电磁辐射被发射到太空中,并且比耀斑大得多。
“天文学家最近发现比邻星周围有两颗‘类地’岩石行星,其中一颗位于‘宜居带’内,那里的任何水都可能呈液态。”天文学家安德鲁·齐克说澳大利亚悉尼大学的教授。
“但考虑到比邻星是一颗凉爽的小型红矮星,这意味着这个宜居带距离恒星非常近;比比邻星更近是我们的太阳。我们的研究表明,这使得行星非常容易受到危险的电离辐射的影响,而电离辐射可以有效地对行星进行消毒。”
比邻星是地球最近的邻居,距离地球仅 4.2 光年。 2016 年发现了一个岩石世界(比如地球,和)在恒星的宜居带(足够近,表面上的水不会结冰,也不会太近,以至于会蒸发),这引起了我们的希望或许能够在附近发现外星生命。
尽管红矮星体积小而且温度低,但它们却有成为暴力小野兽的倾向。他们频繁而有力地攻击周围的环境恒星耀斑,科学家将其解释为坏消息正如我们所知,存在生命和宜居的可能性。
问题不一定是耀斑本身,而是日冕物质抛射。这两种类型的喷发通常在太阳中联系在一起,最强大的耀斑伴随着日冕物质抛射,虽然太阳耀斑会破坏无线电通信,但日冕物质抛射可能会导致真正的问题,例如扰乱电网。但我们在地球上受到相对保护。
“我们自己的太阳在我们所谓的‘日冕物质抛射’过程中定期发射出热的电离粒子云。但考虑到太阳比比邻星和其他红矮星要热得多,我们的‘宜居带’距离太阳表面很远,这意味着地球距离这些事件相对较远,”齐克说。
“此外,地球拥有非常强大的行星磁场,可以保护我们免受太阳等离子体强烈爆炸的影响。”
围绕红矮星运行且距离很近的行星可能就没那么幸运了。即使是磁场也可能不足以提供足够的保护。
然而,尽管我们已经看到了大量的红矮星耀斑,但来自红矮星的日冕物质抛射的证据却很少,并且需要解释。在红矮星中发现的类似日冕物质抛射的候选行为,例如长时间的 X 射线吸收或蓝移巴尔默线,仍然可能是耀斑的产物。
在太阳系中,当太阳释放日冕物质抛射时,它通常会同时释放射电爆发。不要混淆快速射电暴,这些低频太阳射电爆发是由与日冕物质抛射相关的不同粒子加速过程引起的。
这些爆发可能表明 CME 活动。但天文学家尚未从红矮星中检测到许多类似太阳的射电爆发。在 Zic 团队开展工作之前,仅记录到一次相干的类太阳爆发,追溯到1982年;其他一些探测结果来自单口径望远镜,因此容易受到地面干扰。
因此,齐克和他的团队开始寻找比邻星射电耀斑的有力证据。他们使用了扎德科望远镜在西澳大利亚和从NASA的TESS获取光学数据的数据,以及ANU 2.3m 望远镜在赛丁泉天文台进行光谱观测。
与此同时,位于西澳大利亚沙漠的澳大利亚平方公里阵列探路者(ASKAP)极其强大的射电望远镜阵列被用来进行低频射电同步观测。
果然,他们发现了耀斑和一系列无线电脉冲。同时观察使团队能够将两个事件联系起来;他们没有血缘关系的概率不到十二万八千分之一。
这次爆发的特征非常接近第四型太阳爆发。对于太阳来说,这是一种持续时间较长的爆发,被认为是由日冕物质抛射之后高能电子连续注入耀斑后磁结构引起的。
“这是 ASKAP 的一个令人兴奋的结果。令人难以置信的数据质量使我们能够以惊人的细节观察比邻星的恒星耀斑的完整演化过程,”天文学家塔拉·墨菲说悉尼大学的。
“最重要的是,我们可以看到偏振光,这是这些事件的特征。这有点像戴着太阳镜看星星。一旦 ASKAP 以全面勘测模式运行,我们应该能够观察到附近恒星上的更多事件”。
研究人员表示,虽然这不是红矮星日冕物质抛射的直接证据,但它是迄今为止来自另一颗恒星的类太阳射电爆发的最令人信服的证据。而且,根据太阳射电爆发的特性,它似乎与日冕物质抛射非常一致。
“这对于太空天气来说可能是个坏消息。银河系最常见的恒星——红矮星——似乎不会是我们所知的寻找生命的好地方,”齐克说。
该研究发表于天体物理学杂志。