首次觀測到450光年外恆星的巨大日冕物質拋射

首次觀測到450光年外恆星的巨大日冕物質拋射

研究人員首次以完整的方式確定並表徵了活躍恆星HR 9024大氣中的一次強烈噴發,其特徵是x射線的強烈閃光,隨後釋放出一個巨大的等離子體氣泡,即含有帶電粒子的熱氣體。這是首次在太陽以外的恆星上觀測到日冕物質拋射,日冕是恆星的外層大氣。這項研究發表在《自然天文學》上,使用了美國宇航局錢德拉x射線天文臺收集的數據。這些結果證實了日冕物質拋射(CMEs)是在磁活動恆星中產生的。

首次观测到450光年外恒星的巨大日冕物质抛射

並且與恆星物理有關,它們也為系統地研究太陽以外的恆星中此類戲劇性事件提供了機會。意大利巴勒莫大學(University of Palermo)和意大利國家天體物理研究所(National Institute for Astrophysics)的副研究員科斯坦薩·阿爾吉羅菲(Costanza Argiroffi)說:

使用的技術是基於監測恆星耀斑期間等離子體的速度,這是因為,與太陽環境類似。在耀斑發生期間,被限制在日冕環內的等離子體預計會首先向上移動,然後向下到達恆星大氣的較低層。此外,由於與耀斑有關的日冕物質,預計還會有一個額外的運動,總是指向上方。

首次观测到450光年外恒星的巨大日冕物质抛射

研究小組分析了一個特別有利的耀斑,它發生在離我們450光年的活動恆星HR 9024上。錢德拉上搭載的高能透射光柵光譜儀(HETGS)是唯一能夠測量日冕等離子體運動的儀器,其速度僅為數萬英里每小時。這次觀測的結果清楚地表明,在耀斑期間,非常熱的物質(

1800萬到4500萬華氏度)首先上升,然後下降,速度在22.5萬到90萬英里每小時之間。

首次观测到450光年外恒星的巨大日冕物质抛射

這與與恆星耀斑有關的物質的預期行為非常一致。這個以前從未有過的結果證實,研究人員對耀斑中主要現象的瞭解是可靠的。不太相信預測能與觀測結果如此吻合,因為我們對耀斑的理解幾乎完全是基於對太陽環境的觀測,在太陽環境中,最極端的耀斑發出的x射線強度甚至比太陽還要低10萬倍。

然而,該研究最重要的一點是:發現,在耀斑之後,最冷等離子體(在‘只有’700萬華氏度的溫度下)從恆星上升。以大約

185000英里每小時的恆定速度,這些數據正是人們對與耀斑有關的日冕物質預期。

首次观测到450光年外恒星的巨大日冕物质抛射

錢德拉的數據,除了速度之外,還允許獲得被研究的日冕物質質量,相當於20億磅,大約是由太陽發射到星際空間中最大日冕物質的1萬倍,這與活躍恆星中的日冕物質,是太陽日冕物質更大尺度版本的觀點相一致。然而,日冕物質的觀測速度明顯低於預期。這表明,在加速日冕物質拋射過程中,活躍恆星的磁場可能不如太陽磁場有效。

博科園|研究/來自:Chandra X-ray Center

參考期刊《Nature Astronomy》

DOI: 10.1038/s41550-019-0781-4

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