比邻星的耀斑活动已为使用可见波长的天文学家所熟知,但阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的新观测突显了这颗恒星在射电和毫米波长下的极端活动。
艺术家对比邻星剧烈恒星耀斑的想象。图片来源:S. Dagnello,NRAO / AUI / NSF。
是一颗红矮星,距离我们约 4.24 光年,位于半人马座。
这颗恒星于 1915 年由苏格兰天文学家罗伯特·英尼斯发现,肉眼是看不见的。
它的平均光度非常低,与其他恒星相比也相当小,质量只有太阳的八分之一左右。
比邻星也被称为半人马座阿尔法星 C,因为它实际上是三星系统的一部分。
这颗恒星与其较大的伴星半人马座阿尔法星 A 和 B 的距离约为 0.2 光年,相当于海王星轨道大小的 400 倍。
比邻星拥有一颗类地系外行星,,位于 0.0485 天文单位的宜居带内。
这颗恒星已被确定为一颗高度活跃的恒星,使其成为研究恒星活动对绕红矮星运行的行星宜居性影响的主要目标。
在一项新研究中,科罗拉多大学天文学家 Kiana Burton、约翰霍普金斯大学天文学家 Meredith MacGregor 及其同事利用档案数据和新的 ALMA 观测结果来研究比邻星的毫米波长耀斑活动。
比邻星的小尺寸和强磁场表明它的整个内部结构都是对流的(与太阳不同,太阳同时具有对流层和非对流层),使得这颗恒星更加活跃。
它的磁场变得扭曲,产生张力,最终破裂,以耀斑的形式向外发送能量流和粒子流。
“太阳的活动不会消除地球的大气层,反而会产生美丽的极光,因为我们有厚厚的大气层和强大的磁场来保护我们的星球,”麦格雷戈博士说。
“但是比邻星的耀斑要强大得多,而且我们知道它的宜居带中有岩石行星。”
“这些耀斑对大气层做了什么?是否存在如此大的辐射和粒子通量,导致大气层发生化学变化,或者可能被完全侵蚀?”
这项研究代表了第一个使用毫米波观测的多波长研究,以揭示耀斑物理学的新面貌。
结合使用完整 12 米阵列和 7 米阿塔卡马紧凑阵列 (ACA) 进行的 50 小时 ALMA 观测,总共报告了 463 次耀斑事件,能量范围为 1024至 1027 号erg,持续时间较短,从 3 到 16 秒不等。
“当我们用 ALMA 看到耀斑时,我们看到的是电磁辐射——各种波长的光,”麦格雷戈博士说。
“但从更深入的角度来看,这种射电波长耀斑也为我们提供了一种追踪这些粒子特性并掌握恒星释放物质的方法。”
为此,天文学家描述了恒星的特征(所谓的耀斑频率分布),以绘制耀斑数量与其能量的函数关系。
通常,这种分布的斜率往往遵循幂律函数:较小(能量较低)的耀斑发生的频率更高,而较大、能量较高的耀斑发生的频率较低。
比邻星经历了如此多的耀斑,以至于研究人员在每个能量范围内检测到了许多耀斑。
此外,他们能够量化恒星最高能量耀斑的不对称性,描述耀斑的衰变阶段如何比初始爆发阶段长得多。
无线电和毫米波观测有助于限制与这些耀斑及其相关粒子相关的能量。
“毫米级耀斑似乎更加频繁,”麦格雷戈博士说。
“这是与我们在光波长处看到的不同的幂律。”
“如果我们只关注光波长,我们就会错过关键信息。”
“ALMA 是唯一一款对这些测量足够灵敏的毫米干涉仪。”
团队的发现发表于天体物理学杂志。
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基亚娜·伯顿等人。 2025 年。比邻星运动 – ALMA 对毫米耀斑率的第一个限制。应用J982、43;二:10.3847/1538-4357/ada5f2









