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比起其他類日恆星,太陽過於平靜

2023-03-29 21:29:10

看似「平靜」的宇宙從未平靜過。在「一灘死水」的黑暗下,真正的暗流正在湧動。例如,恆星發出的光隨著時間而變化,不管是遙遠的恆星還是我們面前的太陽。

變星的一些最極端的例子包括食雙星和脈動星。在食雙星中,亮度變化來自外部效應:一對恆星圍繞它們共同的質量中心運動。從我們的角度來看,它們反覆阻擋伴星發出的光。如果從側面觀察軌道,恆星的亮度會以固定的間隔顯著降低。在脈動恆星中,亮度變化有一個內在原因:恆星實際上有一個脈動變化,它會變得越來越大、越來越小、越來越亮、越來越暗,並有規律地改變亮度。脈動恆星的亮度在每個周期可以改變10倍或更多。這兩種類型的恆星是天文學家最喜歡的天體,因為它們的光變化可以用來探測恆星系統的動力學或結構。

然而,在許多恆星中,觀測到的表面亮度變化是由內部磁場驅動的。當部分磁場穿過恆星表面時,它會在恆星大氣中形成一個稱為「星點」的暗區或一個稱為「點」的亮區。從我們的角度來看,當一顆恆星繞著它的軸旋轉時,明亮和黑暗的區域會穿過恆星的表面,導致恆星亮度的周期性變化。

太陽亮度的變化來自這些區域的旋轉和變化。太陽的自轉周期大約為24天,其亮度變化非常微弱。然而,即使是如此微小的亮度變化也會在更短的時間尺度上影響地球的氣候甚至地球大氣層的化學性質。

我們對太陽黑子的觀察可以追溯到1610年。先前的觀測記錄顯示,太陽每11年有規律地經歷一次循環。在一個周期中,太陽黑子的數量交替達到最大值,然後幾乎完全消失。

太陽黑子意味著更強的磁場活動,也就是說,太陽的磁場活動經歷周期性變化。當太陽黑子最常見時,太陽變得特別活躍,太陽耀斑和日冕物質拋射更為常見。所有這些活動將對我們在地球上的生活產生巨大的影響。它們能觸發美麗的北極光,但也能干擾衛星,幹擾通信和電力傳輸。

恆星亮度的變化可以幫助我們了解恆星周圍的行星有多適合居住。例如,一顆非常活躍的恆星可能會用有害輻射轟擊它周圍的行星。最近,發表在《科學》雜誌上的一項新研究表明,太陽的磁場活動明顯低於其他類似恆星。這可能意味著「中年」太陽將進入一個更加平靜的階段。

克卜勒空望遠鏡測量了150000顆主星序列,它們的亮度在尋找系外行星的過程中隨時間而變化。與此同時,歐空局的蓋亞任務以同樣高的精度測量了恆星的運動和位置。在這項新的研究中,研究人員利用克卜勒望遠鏡4年的光度觀測數據,結合蓋亞的天體測量數據進行分析,發現了369顆「類太陽」恆星,它們的基本特徵如溫度、質量、年齡和化學成分與太陽非常相似,它們的自轉周期也接近太陽,都在20到30天內。

與此同時,該小組重建了大約140年的太陽總輻照度數據,並隨機選擇了10,000個持續時間為4年的片段來分析太陽的變化。

比較兩者後,天文學家發現「類太陽」恆星變化的平均值約為0.36%。然而,太陽亮度的典型變化率僅為0.07%,最大值不超過0.20%。前者幾乎是後者的五倍。換句話說,大多數與太陽同類型的恆星比太陽更活躍。

○太陽(A)與其他三顆「類太陽」恆星(B-D)光曲線變化的比較。大多數類似太陽的恆星比太陽更活躍。|圖像源:參考源

了解恆星的變化對於評估系外行星的可居住性也是至關重要的。在極端情況下,恆星耀斑可能會剝奪原本可居住的系外行星的大氣層,使行星不再適合生命存在。例如,幾年前發現的行星比鄰星B,位於其恆星半人馬座比鄰星的可居住區。雖然半人馬座比鄰星是離太陽最近的恆星,但它本身非常活躍,所以它周圍的行星可能沐浴在恆星耀斑的輻射中。

新的研究可能表明,只有像太陽這樣不太活躍的恆星才能有適合居住的系外行星。也許,我們應該感謝太陽是我們所有明星兄弟姐妹中的「溫柔」。

參考來源:

[1]https://theconversation . com/the-sun-study-show-its-activity-than-sibling-stars-here-than-than-than-can-means-137457

[2]https://science.sciencemag.org/content/368/6490/518

[3]太陽-可能在中年-低迷-恆星活動調查-揭示/

[4]http://www . science news . org/article/sun-less-magnetic-active-than-like-star

資料來源:kareni/1235images/Pixabay

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