類太陽恒星每百年爆發一次耀斑

太陽可能比人們想象的更頻繁地產生極其強烈的輻射，因為一項調查發現，類太陽恒星上“超級耀斑”似乎每世紀發生一次，并可能伴隨著粒子風暴，對地球上的電子設備造成毀滅性的后果。鑒于上一次襲擊地球的大型太陽風暴發生在165年前，地球可能很快就會迎來另一次太陽風暴。然而，目前尚不確定太陽與其他恒星有多少相似之處。近日，相關研究成果發表于《科學》。

美國國家航空航天局在10月發現的一次較小規模的太陽耀斑爆發。圖片來源：NASA/SDO

盡管對太陽活動的直接測量直到20世紀中葉才開始，但早前就有太陽風暴的證據。1859年，太陽產生了一次極其強大的太陽耀斑，這是一次光輻射爆發。這通常與隨后發生的日冕物質拋射（CME）有關，后者是向太空噴射的磁化等離子體氣泡。

那次耀斑之后確實發生了CME， CME襲擊了地球，引發了強烈的地磁風暴。當時的天文學家記錄了這一事件——卡靈頓事件。如果今天發生這種情況，它可能會破壞通信系統和電網。

還有證據表明，在卡林頓事件發生之前很久，地球上就發生過更強烈的太陽風暴。對樹輪和冰芯中放射性碳的評估表明，地球偶爾會在幾天內被非常高能的粒子轟擊，但尚不清楚這些粒子是來自一次性、大規模的太陽爆發，還是來自幾次較小的太陽爆發，也不確定太陽能否在一次爆發中產生如此巨大的耀斑和粒子風暴。

地球上這些證據出現的頻率，以及天文學家在其他恒星上記錄的超級耀斑，表明這些巨大爆發通常相隔數百到數千年發生。

現在，芬蘭奧盧大學的Ilya Usoskin和同事調查了56450顆恒星，發現類太陽恒星似乎比這更頻繁地產生超級耀斑。

“類太陽恒星上的超級耀斑比我們之前認為的頻繁得多，大約每100到200年發生一次。”Usoskin說，“如果我們相信這種預測是正確的，那么我們預計太陽大約每100到200年就會發生一次超級耀斑，而我們已知的最極端的太陽風暴大約每1500或2000年發生一次。這是不匹配的。”

Usoskin和同事使用開普勒太空望遠鏡測量了這些恒星的亮度，并在2527顆恒星上發現了2889個超級耀斑。這些耀斑的能量是目前測量到的最大耀斑——卡靈頓事件耀斑能量的100到1萬倍。

Usoskin說，目前仍不知道如此巨大的耀斑是否會產生人們在地球上觀測到證據的那種事件，但是目前有關太陽的理論無法解釋如此巨大的耀斑。“這就引出了一個問題，那就是我們到底看到了什么。”他說。

 英國雷丁大學的Mathew Owens說：“作為一項恒星耀斑調查，它令人印象深刻。研究人員顯然已經有了更高靈敏度的探測耀斑的新方法。”

Owens說，這能告訴我們多少關于太陽耀斑活動的信息是難辨別的，部分原因是很難準確地測量其他恒星的旋轉速度。“細節決定成敗。”他說，“旋轉速度很重要，因為它與恒星如何產生磁場有關，而磁場與耀斑活動有關。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adl5441