近期,中国科学院国家天文台的李广伟等人,在SVOM卫星的地基广角相机阵列(GWAC)的触发事件中,收集整理了来自162颗光谱型从M2到L1的冷星的163个超级白光耀发,这是目前世界上最大的冷星超级白光耀发样本。基于这个样本取得了如下重要新发现:
(1)恒星表面积越大,产生的最大耀发能量越大。
(2)相比于M7-L1的星,M2-M6恒星单位表面积上产生的最大耀发能量更高。
这两个新发现,将有助于进一步研究冷星耀发活动的产生机制,进而限制耀发活动对其宜居行星的影响。该成果发表在国际学术期刊《天体物理学杂志》上(2024, The Astrophysical Journal, Vol. 971, 114)。论文链接:点击这里。
M型冷星耀发活动很频繁,也拥有最多的行星,甚至极有可能拥有最多的宜居行星。 耀发能量越高,对宜居行星和地外文明的影响越大,因此需要知道恒星耀发能量最大能有多高,以及这些超级耀发活动有哪些规律及其产生机制。研究团队对从2017年11月到2023年3月间的 GWAC触发事件进行了收集整理,最终获得了来自162颗光谱型从M2到L1的冷星的163个超级白光耀发。
这些冷星亮度往往只有太阳的百分之一到万分之一,但在GWAC的样本中,它们亮度最大可变亮1万倍,最大的耀发能量可达10³⁶˙⁴ 尔格(是已知太阳最大耀发能量的约2.5万倍)。
相比于此,空间望远镜Kepler和TESS探测到耀发幅度往往小于百分之一星等,只有少数耀发幅度大于1星等。地面巡天望远镜包括ASAS-SN、EvryFlare、 NGTS等国际项目仅观测到少量幅度大于1星等的耀发。
正是借助于GWAC的大样本,发现了“冷星表面积越大其最大白光耀发能量也越大”这个规律。另外,对于M7及更冷的星,人们已经发现其X-射线和氢的Hₐ发射线的强度明显低于更热的星,但不清楚它们的耀发能量是否也如此。而GWAC超级白光耀发大样本揭示了它们单位表面积产生的最大白光耀发能量也低于更热的星。这两个发现说明GWAC在获取超级白光耀发的先天优势,是研究冷星耀发活动规律及物理机制的有力工具。
GWAC是SVOM卫星重要的地基后随观测网络,曝光间隔小于5秒,可覆盖约5000平方度天区。它能实时监测到百万量级恒星的突然变化过程,是获取恒星超级白光耀发的利器。结合LAMOST和2.16米望远镜的光谱,可以对恒星白光超级耀发活动的产生机制和规律,及其对宜居行星的影响进行更为深入的研究。
图 一个GWAC恒星耀发的动图。
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。