科學揭示:太陽的磁場不如類似的恆星活躍

太陽可能是一個有磁性的“懶漢”。天體物理學家在5月1日的《科學》雜誌上報告聲稱,對與太陽相似的恆星進行的一次普查顯示,我們的恆星的磁性不如其他同類恆星。這一結果可能支持太陽正處於“中年危機”的觀點,即太陽正過渡到一個更安靜的生命階段。或者,這也可能意味著太陽具有比過去更大的吸引力。

德國哥廷根的馬克斯·普朗克太陽系研究所的天體物理學家蒂莫·萊因霍爾德表示,“我們的太陽將來有可能變得和其他恆星一樣活躍。”

恆星的磁力可以驅動耀斑

科學揭示:太陽的磁場不如類似的恆星活躍

恆星的磁力可以驅動耀斑和日冕物質拋射等劇烈的爆發,這些爆發會在軌道行星上造成混亂。當這些來自太陽的大型噴射物撞擊地球時,它們可以摧毀衛星,關閉電網,觸發美麗的極光。瞭解太陽的磁場被認為是預測這種爆發的關鍵。

磁場還會在恆星表面產生被稱為光斑的暗太陽黑子和亮斑。隨著磁場活動的變化,這些特徵也會隨著時間而改變,從而改變恆星的亮度。

2009年才逐漸帶來了發現

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自1610年伽利略將望遠鏡轉向太陽以來,天文學家一直通過這些表面特徵觀測太陽的磁場。雖然太陽的磁場活動在11年的週期中有盛衰,但在人類的觀測下,我們的恆星一直保持著相當的平靜。從地球上的樹木年輪和冰芯中發現的某些放射性元素推斷,在過去的9000年裡,同樣的磁場活動的整體週期保持穩定。

因為其他恆星離我們太遠了,所以直到2009年開普勒太空望遠鏡發射之前,我們都很難探測到揭示磁場變化的微小亮度變化。現已解散的望遠鏡在發現行星外行星時,行星在恆星前方旋轉時,通過觀察恆星光線的輕微變化,但航天器的數據包含了大量有關恆星亮度其他變化的信息。

對恆星的研究

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為了對比2009年至2013年的太陽亮度,雷茵霍爾德和他的同事研究了年齡、表面重力、化學組成和溫度與太陽相似的恆星。研究小組還尋找了與太陽自轉速度幾乎相同的恆星,大約每24天自轉一次。

並不是每顆恆星的自轉週期都是可以測量的,所以雷茵霍爾德的團隊將這些恆星分成兩組:369顆“類日”恆星,自轉週期在20到30天之間;2898顆“偽日”恆星,它們的自轉週期無法被探測到。

其它恆星的異常

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令人驚訝的是,雖然沒有可檢測到的旋轉週期的恆星看起來像太陽一樣平靜,但具有太陽般自轉的恆星的活躍度卻高達其五倍。

萊因霍爾德表示,要麼是這些恆星有什麼不同之處,要麼是太陽可能經歷了一段科學家們從未見過的、亮度變化更大的時期,因此也就有了磁活動。也許太陽沒有揭示出它在過去9000年裡的全部活動範圍。太陽已經有45億年的歷史了,而9000年算不了什麼。

科羅拉多州博爾德空間科學研究所的天文學家特拉維斯·梅特卡夫則表示,這一發現的另一種解釋與一種想法有關,即恆星可能會由於其磁場的中年變化而停止減慢其旋轉速度。

科學揭示:太陽的磁場不如類似的恆星活躍

許多恆星物理學家認為,隨著年齡的增長,恆星會不斷地失去動量,並降低自轉速度。但在2016年,梅特卡夫和同事報告稱,開普勒觀測到的恆星旋轉速度相對於它們的高齡來說太快了。研究小組認為,恆星可能在中年停止減速,而太陽目前正經歷這一轉變。

梅特卡夫表示,這一新結果“可能是迄今為止證明太陽正處於磁場中年危機的最佳證據”。萊因霍爾德的樣本中極度活躍的恆星似乎比太陽年輕一些,因此它們可能還沒有經歷過磁極轉換。太陽和其他比較平靜的恆星可能已經在另一邊了。


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