科研人员基于LAMOST和TESS数据揭示超级耀斑活动规律
发布时间:
2021-06-16 15:23
修改时间:
2021-06-17 14:33
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近日,南京大学王发印教授团队联合云南大学西南天文研究所王海峰博士利用美国凌星系外行星巡天望远镜TESS和我国重大科技基础设施LAMOST的数据对恒星超级耀斑进行了研究,他们利用恒星的光度变化以及光谱信息揭示了恒星超级耀斑的活动规律,为进一步研究超级耀斑的物理机制提供了数据支撑。该研究成果发表在国际知名天文期刊《天体物理学报增刊》(2021,ApJS,253,35)。论文链接:点击这里。 

早在2000年,美国天文学家Cuntz等人就提出理论模型,认为恒星活动性的增强是由恒星与周围行星的磁场相互作用导致的。2012年,日本学者前原裕之等人通过统计美国Kepler数据中类太阳恒星(恒星表面温度以及重力与太阳都相似的恒星)的超级耀斑事件,发现类太阳恒星超级耀斑的爆发率与普通太阳耀斑爆发率具有相同的幂律指数结果,认为单一恒星爆发超级耀斑是完全可能的。 

从2019年7月开始,TESS对北天区展开了为期一年的巡天观测,同时LAMOST自2012年起对北天区展开了持续的光谱巡天,并已经获取了千万量级的恒星光谱数据。研究人员从TESS数据中获取了由311颗类太阳恒星爆发的1272个超级耀斑事件。同时,7454颗TESS捕捉到的类太阳恒星在LAMOST的光谱数据中也得到了匹配。通过LAMOST的光谱数据,他们测量了这些恒星的色球活动程度。值得一提的是,恒星的色球活动与其黑子密切相关,其活动剧烈程度也与其磁场强度大致呈正比例关系。另外,TESS不仅提供了从光度变化曲线上搜索超级耀斑的可能性,还提供了对恒星表面黑子所占比例进行估计的机会,而恒星表面黑子大小与恒星爆发超级耀斑的能力直接相关。

 

图1:TESS观测天区。(图片来源:https://tess.mit.edu/) 

在图2当中,研究人员将爆发了超级耀斑的恒星(红色、黄色数据点)与没有爆发超级耀斑的恒星(蓝色数据点)进行了区分。他们发现爆发超级耀斑的那些恒星要比没有爆发超级耀斑的恒星具有更高的色球活动程度,同时也具有更高的表面黑子占比。此外,他们发现爆发超级耀斑的类太阳恒星同太阳相比具有更剧烈的色球活动以及更大的黑子覆盖率。 

 

图2:类太阳恒星的色球活动程度和表面黑子占比。(图片来源:Tu, Zuo-Lin et al. 2021, ApJS, 253, 2)

这些结果不仅表明单一类太阳恒星完全具备独立产生超级耀斑的可能性,同时结合太阳的活动性来看,目前太阳爆发超级耀斑进而摧毁地球的概率是非常低的。值得一提的是,借助LAMOST覆盖了较大范围的北天区观测这一优势,他们的工作将TESS与LAMOST相结合,在进一步推进恒星超级耀斑与太阳耀斑相似性比较研究的基础上,尝试寻找恒星超级耀斑爆发率与恒星演化之间可能存在的相关关系。除此以外,从统计结果来看,少部分爆发率较高的恒星以及爆发能量巨大的超级耀斑事件都等待着研究人员更进一步地深入研究。在未来,研究人员期待利用LAMOST包括中分辨率光谱等更多数据,对这一类爆发超级耀斑的类太阳恒星进行更深入的研究,力求对超级耀斑的物理机制有更全面和深刻的认识。 

国家天文科学数据中心为天文观测设备和研究计划提供数据与技术服务。

 

新闻来源:http://www.nao.cas.cn/xwzx/kydt/202106/t20210609_6081075.html

 

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Yang Hanxi
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