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科研動態

科研人員基于LAMOST和TESS數據揭示超級耀斑活動規律

發表日期:2021-06-09來源:放大 縮小

  近日,南京大學王發印教授團隊聯合云南大學西南天文研究所王海峰博士利用美國凌星系外行星巡天望遠鏡TESS和我國重大科技基礎設施LAMOST的數據對恒星超級耀斑進行了研究,他們利用恒星的光度變化以及光譜信息揭示了恒星超級耀斑的活動規律,為進一步研究超級耀斑的物理機制提供了數據支撐。該研究成果發表在國際知名天文期刊《天體物理學報增刊》(2021,ApJS,253,35)。 

  早在2000年,美國天文學家Cuntz等人就提出理論模型,認為恒星活動性的增強是由恒星與周圍行星的磁場相互作用導致的。2012年,日本學者前原裕之等人通過統計美國Kepler數據中類太陽恒星(恒星表面溫度以及重力與太陽都相似的恒星)的超級耀斑事件,發現類太陽恒星超級耀斑的爆發率與普通太陽耀斑爆發率具有相同的冪律指數結果,認為單一恒星爆發超級耀斑是完全可能的。 

  從2019年7月開始,TESS對北天區展開了為期一年的巡天觀測,同時LAMOST自2012年起對北天區展開了持續的光譜巡天,并已經獲取了千萬量級的恒星光譜數據。研究人員從TESS數據中獲取了由311顆類太陽恒星爆發的1272個超級耀斑事件。同時,7454顆TESS捕捉到的類太陽恒星在LAMOST的光譜數據中也得到了匹配。通過LAMOST的光譜數據,他們測量了這些恒星的色球活動程度。值得一提的是,恒星的色球活動與其黑子密切相關,其活動劇烈程度也與其磁場強度大致呈正比例關系。另外,TESS不僅提供了從光度變化曲線上搜索超級耀斑的可能性,還提供了對恒星表面黑子所占比例進行估計的機會,而恒星表面黑子大小與恒星爆發超級耀斑的能力直接相關。

 

  TESS觀測天區。(圖片來源:https://tess.mit.edu/ 

  在圖2當中,研究人員將爆發了超級耀斑的恒星(紅色、黃色數據點)與沒有爆發超級耀斑的恒星(藍色數據點)進行了區分。他們發現爆發超級耀斑的那些恒星要比沒有爆發超級耀斑的恒星具有更高的色球活動程度,同時也具有更高的表面黑子占比。此外,他們發現爆發超級耀斑的類太陽恒星同太陽相比具有更劇烈的色球活動以及更大的黑子覆蓋率。 

  這些結果不僅表明單一類太陽恒星完全具備獨立產生超級耀斑的可能性,同時結合太陽的活動性來看,目前太陽爆發超級耀斑進而摧毀地球的概率是非常低的。值得一提的是,借助LAMOST覆蓋了較大范圍的北天區觀測這一優勢,他們的工作將TESS與LAMOST相結合,在進一步推進恒星超級耀斑與太陽耀斑相似性比較研究的基礎上,嘗試尋找恒星超級耀斑爆發率與恒星演化之間可能存在的相關關系。除此以外,從統計結果來看,少部分爆發率較高的恒星以及爆發能量巨大的超級耀斑事件都等待著研究人員更進一步地深入研究。在未來,研究人員期待利用LAMOST包括中分辨率光譜等更多數據,對這一類爆發超級耀斑的類太陽恒星進行更深入的研究,力求對超級耀斑的物理機制有更全面和深刻的認識。 

  文章鏈接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/abda3c。

  類太陽恒星的色球活動程度表面黑子占比。(圖片來源:Tu, Zuo-Lin et al. 2021, ApJS, 253, 2 

 

 

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