天文學家與歐空局的 XMM-牛頓天文台和 LOFAR 射電望遠鏡合作，獲得了一顆遙遠恆星向太空中猛烈爆炸的物質的明確證據。外流足夠強大，以至於其路徑上任何附近的行星都可能會被剝奪大氣層。
這次爆炸被確定為日冕物質拋射（CME），這是太陽經常產生的一種爆炸。在日冕物質拋射過程中，大量帶電粒子和等離子體被從恆星向外推出，充滿了恆星周圍的空間。這些劇烈的爆炸會產生我們所說的太空天氣，影響地球上的極光等事件，並逐漸侵蝕鄰近行星的大氣層。
科學家們長期以來一直懷疑其他恆星也會產生日冕拋射，但令人信服的證據仍然難以捉摸。這一差距現已縮小。
荷蘭射電天文學研究所 (ASTRON) 的喬·卡林厄姆 (Joe Callingham) 表示，天文學家幾十年來一直希望觀測另一顆恆星上的日冕物質拋射，他是《天文學家》雜誌上發表的這項新研究的作者。 自然。 “之前的結果已經推斷出它們的存在，或者暗示了它們的存在，但實際上並沒有證實這些物質確實已經逃逸到太空中。我們現在第一次能夠做到這一點。”
罕見的無線電信號表明物質正在從恆星中逃逸
當日冕拋射穿過恆星外層並進入周圍區域時，它會產生衝擊波，並突然爆發無線電波（光的一種形式）。顧和他的同事檢測到了這種短而強烈的無線電信號，並將其追踪到了一顆距離我們約 130 光年的恆星。
“只有當物質完全離開恆星的高磁性氣泡時，這種類型的無線電信號才會存在，”郭補充道。 “換句話來說：這是由 CME 引起的。”
一顆極度活躍的紅矮星，具有燃燒行星的能力
引起爆炸的恆星是紅矮星，這是一種比太陽更冷、更輕、更小的恆星。它在幾個關鍵方面與太陽不同：它的質量約為太陽的一半，自轉速度快 20 倍，磁場強度約為太陽的 300 倍。銀河系中發現的大多數行星都圍繞此類恆星運行。
得益於巴黎-PSL 天文台合著者西里爾·塔西 (Cyril Tassi) 和菲利普·扎卡 (Philippe Zarka) 開發的新數據處理技術，使用低頻陣列 (LOFAR) 檢測到了無線電信號。隨後，該團隊依靠歐洲航天局的 XMM-Newton 測量恆星的溫度、旋轉和 X 射線亮度。這些細節對於解釋無線電爆發和確定爆炸的性質至關重要。
“我們需要 LOFAR 的靈敏度和頻率來檢測無線電波，”合著者 David Konijn 說，他是與 Joe 一起在 Astron 工作的博士生。 “如果沒有 XMM-Newton，我們就無法確定日冕拋射的運動，也無法將其置於太陽環境中，這兩者對於證明我們的發現都很重要。單獨使用這兩種望遠鏡是不夠的；我們需要兩者。”
他們的測量顯示日冕拋射的移動速度約為每秒 2,400 公里。日冕物質拋射發生得很快，在太陽上發生的事件中，只有十分之一。爆炸的強度和能量足以使任何在這顆恆星附近運行的行星都可能被剝奪其整個大氣層。
對紅矮星周圍生命的影響
這種日冕拋射去除大氣層的能力是尋找太陽系外生命的一個重要因素。一顆行星的宜居性通常取決於它是否位於其恆星的“宜居帶”內，在適宜的大氣條件下，液態水可以在行星表面持續存在。這個概念類似於金發姑娘的想法：太近太熱，太遠太冷，中間區域可能剛剛好。
然而，一顆反复釋放強大爆炸和極端太空天氣的恆星甚至可能會奪走一顆位置良好的行星的大氣層。一個經常遭受高能日冕物質拋射的世界可能會變成裸露的岩石，即使它的軌道距離通常被認為適合生命存在。
“這項工作為研究和理解其他恆星周圍的爆炸和空間天氣開闢了新的觀測前沿，”荷蘭諾德韋克歐洲空間研究和技術中心 (ESTEC) 的歐空局研究員 Henrik Eklund 補充道。
“我們不再局限於將我們對日冕拋射的理解推斷到其他恆星。看來，在較小的恆星周圍，強烈的太空天氣可能更加極端，這些恆星是潛在宜居系外行星的主要宿主。這對於這些行星如何保留其大氣層並可能隨著時間的推移保持宜居性具有重要意義。”
擴大極端空間天氣的研究
這一發現還加深了我們對太空天氣的更廣泛的了解，歐空局長期以來通過 SOHO、Proba 系列、Swarm 和太陽軌道飛行器等任務研究了這一領域。
XMM-牛頓仍然是研究整個宇宙高能環境的主要天文台。自1999年發射以來，它探索了銀河系核心，研究了恆星演化，研究了黑洞周圍區域，並觀測了來自遙遠恆星和星系的強烈輻射爆炸。
“XMM-牛頓現在正在幫助我們發現日冕物質拋射如何因恆星而異，這不僅對我們研究恆星和太陽很有趣，而且對我們尋找其他恆星周圍的宜居世界也很有趣，”歐空局 XMM-牛頓項目科學家埃里克·科爾克斯 (Erik Kolkers) 說。 “它還展示了合作的巨大力量，這是所有成功科學的基礎。這一發現是真正的團隊努力，解決了長達數十年的日外日冕拋射研究。”
