我们的太阳每天都在发光发热,滋养着地球上所有生物的生长。可以说,太阳地球上所有生命的源泉,万物的生长都依赖于太阳[]

表面上和蔼可亲的太阳,就像人一样,就在里面。”;“压力”;积累到一定程度后,有时会偶尔发脾气,需要放松。人类情感的释放往往是由于长期心理压力的积累太阳温度在一定程度上是太阳大气中磁能积累的结果;回火(&quote;,1859年,两位英国天文学家理查德·卡林顿[]和理查德·霍奇森[]在一次巨大的太阳喷发中首次观测到了它。这两个“;相同名称和报价;几乎与此同时,李先生在距离他不到几十英里的天文台看到太阳光辐射显著增加。参见图1,历史名称“;卡林顿 活动&quote;。此增强功能称为;“flare”中国大陆的太阳物理学;“Flare”;,中国台湾的太阳物理学家将其翻译为;&快速引用

恒星耀发浩瀚星空里的磁能释放

图1.卡林顿在自己的天文台观测到的太阳辐射增强(资料来源:Carrington R.C.,1859,mnras,20,13)

这次太阳喷发一起产生了许多地球物理事件(当时,两者之间的物理关系没有得到科学的认识)。这一事件发生在清朝咸丰九年,当时软弱的清政府无法摆脱太平天国运动和第二次鸦片战争交织在一起的内忧外患。然而,即便如此,我们还是要感谢严肃负责的地方官员,这样我们才能从地方志中看到一些线索。如果读者对卡灵顿事件感兴趣,欢迎您关注我们随后的详细介绍

早期对太阳耀斑的了解主要来自地面望远镜光学波段的观测。然而,随着观测仪器的不断进步,人们已经用高时间分辨率、高空间分辨率、全波段高能光谱分辨率和近距离观测设备对耀斑进行了非常详细的观测[]。特别是在对耀斑最敏感的软X射线波段,goes卫星在几个太阳周期内积累了大量耀斑a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf,为耀斑研究提供了便利。典型的太阳耀斑剖面如图2

所示恒星耀发浩瀚星空里的磁能释放

图2.2006年12月13日goes卫星观测到的x级耀斑的光廓线(资料来源:swpc/noaa太阳能会发脾气。天空中明亮的星星也会发脾气吗?答案是肯定的。最早研究变星的恒星天文学家发现了谜团。上世纪二三十年代,在高自行式矮星观测发现了一些变化剧烈的谱线。在一系列恒星的氢发射中也发现了这种现象。然而,直到1948年,威尔逊山天文台的天文学家才对一颗高自行双星[]的短时快速光变化进行了定量研究,才真正开始了对恒星耀斑的研究

今天,这颗著名的恒星被称为uvceti[]。随后的观测表明,它在许多波段也发生了迅速的变化,从而逐渐认识到它与太阳耀斑有关。因此,恒星的这种光线变化也被称为;“flare”然而,由于缺乏对恒星的成像观测恒星天文学家通常将其翻译为;姚发&quote;。在随后几十年的恒星耀斑地面观测中,大多数观测a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf都是M型矮耀斑。由于M矮星的光度较低,一旦发生耀斑,就很容易在光线变化剖面中识别它

随着观测a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf数量的增加,这是比较太阳恒星磁场活动的一个研究方向– - -太阳之星联系人(solar-恒星连接)已逐渐成为一个热点[]。一个很自然的想法是比较太阳和它的同类恒星(类太阳恒星)在发脾气(耀斑)方面的异同。然而,在数十年的地面观测中,类太阳恒星的a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf非常少,因此很难进行更有效的统计研究

2009年,随着开普勒太空望远镜的发射,一切都发生了重大变化开普勒望远镜最初设计的主要科学目标是通过分析恒星的光曲线和凌日星方法来寻找系外行星[]。开普勒是时域天文学中一个强大的观测工具,它可以连续观测同一天空区域, 见图3。科研数据产品分为long-加利福尼亚州dence(低频采样数据,每30分钟一次)和short-加利福尼亚州dence(高频采样数据,每分钟一次)两个

恒星耀发浩瀚星空里的磁能释放

图3.开普勒太空望远镜和开普勒观测天区(来源:NASAwww.nasa.gov)

最近,严彦博士和国家天文台研究员何涵在《皇家天文学会月刊:快报》上发表了一篇论文(MNRAS:信件,2021,505, L79-L83级)基于开普勒高频采样数据研究恒星亮度变化轮廓的精细结构,以揭示类太阳恒星亮度的特征时间[]

太阳耀斑的光变轮廓先有明显的上升- 在flare研究人员的术语中,这两个阶段的特征分为;上升阶段“;和报价(&quote);下降阶段;。这篇文章的通讯作者、这项研究的负责人、研究员何涵解释道:“我认为,这是一个非常重要的问题。”;一般来说,耀斑上升阶段代表太阳磁场能量通过磁重联过程快速释放,而下降阶段代表耀斑源区逐渐冷却的过程。因此,耀斑上升和下降阶段的特征时间尺度对于耀斑的研究具有非常重要的物理意义;通过对开普勒数据的分析,我们发现恒星耀斑也有明显的上升- 如图4所示的向后下降特性为我们随后的比较研究提供了一个很好的a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf

恒星耀发浩瀚星空里的磁能释放

图4.KIC 4543412恒星最后一次耀斑的经典光廓线(资料来源:Yan y.等人,2021,mnras,505,l79)

那么,如何选择a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf呢?首先,我们需要找到看起来像太阳恒星。在这项研究中,我们使用恒星物理学中三个成熟的参数来定义它们,即有效温度、对数表面引力加速度和单星性质。太阳的有效温度约为5800k,对数表面重力加速度约为4.4。我们已经发现20颗看起来像太阳的闪亮恒星,并在它们的光变化剖面中发现了184个闪亮的a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf

严彦博士说:“我们发现20颗看起来像太阳的闪亮恒星。”;通过对a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf的统计分析,我们得到类太阳恒星上升期和下降期的中值时间分别为5.9分钟和22.6分钟,这与太阳耀斑的结果非常相似。因此,我们可以说,类太阳恒星不仅看起来像太阳,而且还具有相同的皱眉(上升阶段)和微笑(下降阶段)基调。因此,它们应该具有相同的物理机制。”;恒星辐射是从浩瀚的天空中剧烈释放的磁能

通过进一步研究,我们发现上升相和下降相的分布规律有明显的尖峰-长尾特征在统计学上符合对数正态分布[],置信度达到0.95,如图5

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图5.左侧显示尧法a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf上升相时间和下降相时间的对数正态分布,右侧显示上升相时间和下降相时间分别取对数后的正态分布(资料来源:Yan y.等人,2021,mnras,505,l79)

”等;类太阳恒星耀斑的上升和下降相的分布符合对数正态分布。这一结论将让我们以此为基准,研究其他类型恒星耀斑的特征时间,以了解其他类型恒星的耀斑行为是否与类太阳恒星的耀斑行为相似;研究员何涵评论道

太阳系中,太阳耀斑是空间天气的来源。就耀斑本身而言,它会影响地球的空间环境,增加地球上层大气的电离度,从而影响短波通信或低轨卫星的稳定性。对于太阳系外恒星- 对于行星系统而言,主星产生的高能辐射也会参与系外行星大气的演化

恒星耀斑产生的紫外线辐射通量的变化会影响系统中的行星大气,进而影响系外行星的宜居性。因此,研究恒星耀斑的特征时间将有助于我们为未来围绕太阳的某个时间的星际迁移做好准备- 在恒星物理研讨会上,紫金山天文台熊大润院士曾说过:“我们的研究对象是恒星,我们的研究对象是恒星。”;对于太阳,我们获得了丰富而详细的耀斑a49c64d2-17d2-4720-ac4f-f6ee48430acf;然而,对于恒星,我们得到的是不同类型恒星的发光信息”; 把时间追溯到160多年前,理查德·卡林顿(RichardCarrington)在其关于太阳耀斑的论文中引用了古希腊著名哲学家亚里士多德(Aristotle)的一句名言:“太阳耀斑是太阳活动的一个重要组成部分。”;一燕不成夏(一燕不成夏).& QUOTE;当时,他模糊地估计了发现太阳耀斑的意义参考文献:[]谭宝林,《太阳之美:恒星的过去、现在和未来》,天津科技出版社,2019年,天津[]卡林顿R.C.,1859年,mnras,20,13[]霍奇森R.,1859年,mnras,20,15[]方成,丁明德,陈鹏飞,《太阳活动带物理学》,南京大学出版社,2008,南京 []涂传义,宗秋刚,何建森,田辉,王凌华,日地空间物理(第二版)第1卷:日光层物理,科学出版社,2020,北京 []joy,A.H.&;Humason,M.H.,1949年,PASP,61133 []苏毅,《天文学新导论》(第五版),科学出版社,2019年,北京 []brun A.S.,browning M.K.,2017年,living rev Sol。物理。,14,4

[]Borucki W.J.et al.,2010,《科学》,327977

[]Yan Y.et al.,2021,MNRAS,505,L79

[]Weisstein,Eric W.“;对数正态分布&QUOTE;来自MathWorld–Wolfram Web资源。/LogNormalDistribution.html

作者:严彦手稿编辑:赵玉豪来源:光明。通用域名格式

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