天文学家在年轻的类太阳恒星上发现了破纪录的喷发
【菜科解读】
一项新的研究发现，天文学家可能首次探测到一颗类似太阳的恒星爆发，其巨大的爆发比我们从太阳上看到的任何类似事件都大10倍。
研究人员说，新的研究结果可能会揭示这种强烈的爆发可能对生命诞生时的早期地球产生的影响，并可能对现代地球和我们的社会产生影响。
我们的太阳经常释放耀斑，每个耀斑都可以携带与数百万颗同时爆炸的氢弹一样多的能量。
太阳耀斑通常伴随着被称为细丝的巨大明亮的太阳等离子体卷须，它们可以释放出称为日冕物质抛射的超热等离子体磁泡，以每小时数百万英里的速度穿过太空。
当日冕物质抛射撞击地球时，它们会炸毁轨道上的卫星并引发称为地磁风暴的重大干扰，这可能对电网造成严重破坏。
例如，在 1989 年，一次日冕物质抛射在几秒钟内使整个加拿大魁北克省停电，损坏了远至新泽西州的变压器，并几乎关闭了从大西洋中部到太平洋西北部的美国电网。
“日冕物质抛射会对地球和人类社会产生严重影响。
”该研究的合著者、科罗拉多大学博尔德分校的天体物理学家 Yuta Notsu在一份声明中说。
之前的研究发现，遥远的黄矮星可能会爆发“超级耀斑”，这种耀斑的能量是已知最大的太阳耀斑的10倍。
理论上，超级耀斑可以产生同样强大的超级日冕物质抛射，其威力比太阳产生的任何物质都要大得多，但到目前为止，天文学家还没有看到任何证据证明这是真的。
“在考虑超级耀斑对行星，尤其是我们的地球的影响时，日冕物质抛射是最重要的方面。
”Notsu 告诉 Space.com。
在这项新研究中，研究人员分析了距地球约 111 光年的恒星EK Draconis 。
EK Draconis 是一颗像太阳一样的黄矮星，但年龄要小得多，只有 5000 万到 1.25 亿岁。
“这就是我们的太阳在 45 亿年前的样子。
”Notsu在声明中说。
之前的工作发现，EK dragon经常会爆发耀斑，这表明监测它的天文学家在寻找超级耀斑和巨大的日冕物质抛射时可能会很幸运。
在这项新研究中，科学家们从2020年1月至4月利用美国宇航局的过境系外行星调查卫星、京都大学的晴明望远镜和西卷马天文台的Nayuta望远镜观测了EK Draconis。
2020年4月5日，研究小组的预感得到了回报——科学家们发现了一个超级耀斑，大约30分钟后，似乎是日冕物质抛射，运动速度约为110万英里每小时(180万公里每小时)。
他们估计它的质量是已知最大日冕物质抛射的10倍。
Notsu告诉Space.com:“这是第一次探测到太阳类型恒星可能的日冕物质抛射。
”
Notsu指出，该团队只能捕捉到日冕物质抛射的初始阶段，因此仍不确定它是落回恒星上还是被抛入太空。
他说，未来的研究应该使用一系列望远镜，以调查其他恒星周围日冕物质抛射的后期阶段。
这些发现表明，年轻的太阳可能也爆发了巨大的日冕物质抛射，进而影响了早期的地球。
“换句话说，日冕物质抛射可能与生命诞生的环境密切相关。
”Notsu告诉Space.com。
Notsu指出，太阳上的超级耀斑确实很罕见。
他补充说：“尽管如此，来自树木年轮和其他来源的数据表明，在过去的一万年里，太阳可能多次用超级耀斑撞击地球。
”Notsu说:“讨论超级耀斑和超级日冕物质抛射对我们社会的可能性和影响很重要。
”
第一次观察到白矮星的X射线爆炸现象
这种死亡的太阳有时会在一次超热的爆炸中恢复活力并产生一个X射线辐射的火球。
来自包括图宾根大学在内的几个德国机构的一个研究小组在弗里德里希-亚历山大-纽伦堡大学(FAU)的领导下第一次观察到了这样一个X射线光的爆炸。
“这在某种程度上是一个幸运的巧合，真的，”来自FAU天文学机构的Ole König指出“这些X射线闪光只持续几个小时，几乎不可能预测，但观测仪器必须在准确的时间直接对准爆炸。
”他跟Jörn Wilms博士教授和来自马克斯-普朗克地外物理研究所、图宾根大学、巴塞罗那加泰罗尼亚理工大学和波茨坦莱布尼茨天体物理研究所的研究团队一起在《自然》上发表了一篇关于这次观测的文章。
这种情况下的仪器是eROSITA X射线望远镜，它目前位于离地球一百五十万公里的地方，自2019年以来一直在调查天空中的软X射线。
2020年7月7日，它在天空中的一个区域测量到了强烈的X射线辐射，而这个区域在4小时前是完全不显眼的。
四小时后，当X射线望远镜测量天空中的同一位置时辐射已经消失了。
由此可见，之前完全过度暴露在探测器中心的X射线闪光一定持续了不到8小时。
像这样的X射线爆炸在30多年前就被理论研究所预测，但直到现在还没有被直接观察到。
这些X射线的火球发生在太阳的表面，这些太阳在用完大部分由氢和后来在其核心深处的氦组成的燃料之前其大小跟太阳相仿。
这些太阳的尸体不断缩小，直到剩下白矮星，它们的大小跟地球相似，但其质量可能跟我们的太阳相似。
“想象这些比例的一种方法是把太阳想象成跟苹果一样大小，这意味着地球将跟针头一样大小并以10米的距离围绕苹果运行，”Jörn Wilms解释道。
来自图宾根大学的Victor Doroshenko博士补充称：“这些所谓的新星确实一直在发生，但在大多数X射线发射产生的最初时刻探测它们真的很难。
不仅闪光的持续时间短是一个挑战，而且发射的X射线的光谱非常软。
软X射线的能量不大，容易被星际介质吸收，所以我们在这个波段不能看得很远，这就限制了可观察的物体的数量--无论是新星还是普通的太阳。
望远镜通常被设计成对较硬的X射线最有效，因为那里的吸收不那么主要，而这正是它们会错过这样一个事件的真相！”Victor Doroshenko总结道。
另一方面，如果要把一个苹果缩小到针头大小，那么这个微小的颗粒将保留苹果相对较大的重量。
Jörn Wilms继续称：“来自白矮星内部的一茶匙物质很容易就具有跟一辆大卡车相同的质量。
由于这些烧毁的太阳重要由氧和碳组成，我们可以把它们比作在宇宙中漂浮的与地球同样大小的很大钻石。
这些珍贵宝石形式的物体温度很高，会发出白色的光芒。
然而这种辐射非常微弱，从地球上很难探测到。
除非白矮星伴随着一颗仍在燃烧的太阳，也就是说，当白矮星很大的引力从伴随的太阳外壳中吸引氢气时。
FAU的天体物理学家Jörn Wilms说道：“随着时间的推移，这些氢气可以在白矮星的表面聚集成一个只有几米厚的层。
”在这层中，很大的引力产生了很大的压力，这种压力非常大，以至于大到导致太阳重新点燃。
在一个连锁反应中，它很快就会发生很大的爆炸，期间氢气层被炸掉。
像这样的爆炸的X射线辐射就是2020年7月7日击中eROSITA探测器的真相，产生了一个过度曝光的图像。
“对来自白矮星大气层的X射线辐射的物理来源的理解相对较好，我们可以从第一原理和精致的详情中建立它们的光谱模型。
将模型跟观测结果进行比较可以了解这些物体的基本属性，如重量、大小或化学成分，”来自图宾根大学的Valery Suleimanov博士说道，“然而，在这种特殊情况下的问题是，在30年没有光子的情况下，我们突然有了太多的光子，这扭曲了eROSITA的光谱反应，eROSITA的设计则是为了探测数以百万计的非常微弱的天体，而不是一个但非常璀璨的物体”，Victor Doroshenko补充道。
Jörn Wilms则表示：“利用我们最初在支持X射线仪器开发时拟定的模型计算，我们能在一个复杂的过程中更详细地分析曝光过度的图像，从而获得一个白矮星或新星爆炸的幕后观点。
”根据这些结果，，这颗白矮星的质量大约相当于我们的太阳，因此相对较大。
爆炸产生了一个温度约为327,000摄氏度的火球，这使其温度为太阳的60倍。
“这些参数是通过将X射线辐射模型跟Valery Suleimanov和Victor Doroshenko在图宾根创建的非常热的白矮星所发出的辐射模型相结合，以及在FAU和MPE进行的远远超出规格的制度下对仪器反应的非常深入的分析而获得的。
我认为这很好地说明了现代科学中合作的主要性--以及德国eROSITA联盟中广泛的专业知识，”来自图宾根大学的Klaus Werner教授博士补充道。
由于这些新星很快就耗尽了燃料，它们会迅速冷却，X射线辐射则会变得更弱并直到最后变成可见光，其在eROSITA探测到的半天后到达地球并被光学望远镜观测到。
Ole König指出，随后出现了一颗看似璀璨的太阳，这实际上是来自爆炸的可见光且非常璀璨，以至于在夜空中可以用肉眼看到它，“像这样看似‘新星’的现象在过去也曾被观测到过。
由于这些新星只有在X射线闪光后才干看到，因此很难预测这种爆发，当它们撞上X射线探测器时重要是靠运气。
”
人类已经搜寻到5000颗系外行星？回顾一些里程碑式的发现
最近人类已经发现的第5000颗系外行星正式得到确认，现在似乎是回顾这一路走来的里程碑的最佳时机。
自从仰望夜空以来，人们一直认为至少在我们看到的一些太阳附近应该有行星在运行，但直到1992年，天文学家才确认第一次发现了一颗“太阳系外 ”行星。
虽然New Atlas没有报道早期的系外行星科学，但该媒体在2008年第一次报道该领域的发现：在大约5000光年外发现了一个"惊人的相似"的行宇宙岛统。
第二年，随着NASA（美国宇航局）开普勒宇宙望远镜的发射，事情才真正开始，该望远镜是专门为搜索系外行星而设计的。
在接下来的几年里，候选探测器开始成百上千地涌入，到2015年，天文学家已经确认了大约440个系统中的1000多颗系外行星。
七年后，这个数字现在已经增加到5000多颗。
其中的一些亮点包括Gliese 581g，第一颗可能适合居住的系外行星；HIP 13044 b，在银河系外发现的第一颗候选系外行星；第一次发现的“流氓行星。
Kelt-9b，比大多数太阳都要热的气体巨行星；Proxima b、c和d，它们是离地球最近的系外行星，只有4光年的距离；当然还有TRAPPIST-1系统，它包含七颗地球大小的行星，围绕一颗红矮星运行。
New Atlas总结了过去20年中一些最大的系外行星发现：2008年2月20日，圣安德鲁斯大学的天文学家有发现了一个距离地球大约 5000 光年的行宇宙岛统，它与我们的太阳系有着“惊人的相似之处”。
2010 年 10 月 1 日，天文学家宣布第一颗“潜在宜居”的系外行星Gliese 581g 被发现。
2010 年 11 月 25 日，天文学家称银河系以外的第一颗系外行星HIP 13044 b 被发现。
2011 年 9 月 19 日，美国宇航局的开普勒任务发现了第一颗围绕两颗太阳运行的系外行星 Kepler-16b。
2012 年 11 月 15 日，天文学家发现了一颗距离我们太阳系约 100 光年的“流氓行星”。
2015年1月10日，美国宇航局宣布开普勒宇宙望远镜观测到的系外行星数量已经超过了1000 颗，其中包括 8 颗新的“宜居”行星和 544 颗候选行星。
2016 年 8 月 24 日，一组天文学家发现了一颗潜在宜居行星，距离地球仅 4 光年。
2017 年 2 月 22 日，一个国际天文学家团队宣布在附近一颗超冷红矮星的轨道上发现了七颗地球大小的系外行星，其中三颗位于该太阳的宜居带。
2017 年 5 月 5 日，天文学家盘点迄今为止发现的五颗最奇异的系外行星。
2017 年 6 月 5 日，美国宇航局发现极度不适合居住的超高温系外行星KELT-9b。
2022年3月21日，美国宇航局确认发现了第5000 颗系外行星，，并认为还有数十亿颗系外行星有待发现。
