恒星耀斑与无线电爆炸的机会：太空天气发现使“宜居行星”面临风险

艺术家对我们邻近的恒星Proxima Centauri的耀斑印象，将物质喷射到附近的行星上。

将恒星耀斑与射电爆发特征联系起来的发现将使天文学家更容易检测太阳系外附近恒星周围的太空天气。不幸的是，距离我们最近的邻居Proxima Centauri的第一份天气预报并不像我们所知道的那样有望找到生命。

悉尼大学的安德鲁·齐克（Andrew Zic）说：“天文学家最近发现，在半人马座Proxima周围有两个类似地球的岩石行星，其中一个在任何水都可能呈液态的”可居住区域内。

Proxima Centauri距离地球仅4.2光年。

“但是鉴于Proxima Centauri是一个凉爽的小矮星，它意味着这个宜居区域非常靠近该恒星；比水星离我们的太阳更近。”他说。

“我们的研究表明，这使行星极易受到危险的电离辐射的伤害，这些辐射可对行星进行有效的消毒。”

印度GMRT射电望远镜的主要作者安德鲁·齐克（Andrew Zic）。

在Zic先生的带领下，天文学家首次展示了非太阳恒星上的光学耀斑与射电爆发之间的明确联系。该发现于今天（2020年12月9日）发表在《天体物理学杂志》上，这是利用遥远恒星的无线电信号有效生成太空天气报告的重要一步。

“我们自己的太阳在所谓的“日冕物质抛射”过程中会定期发射热的电离粒子云。但鉴于太阳比半人马座Proxima和其他红矮星要热得多，我们的“宜居带”离太阳表面很远，这意味着地球距离这些事件还很远。

“此外，地球有一个非常强大的行星磁场，使我们免受太阳等离子体的强烈冲击。”

这项研究是与CSIRO，西澳大利亚大学，威斯康星州密尔沃基大学，科罗拉多大学和科廷大学合作完成的。ARC引力波中心和加利福尼亚大学伯克利分校都做出了贡献。

这项研究是在悉尼大学天文学院副院长塔拉·墨菲（Tara Murphy）的指导下，在悉尼天文学院进行的Zic博士研究的一部分。Zic先生现在在麦格理大学和CSIRO担任联合职位。

他说：M矮无线电爆炸的发生原因可能不同于太阳，原因是太阳通常与日冕物质抛射有关。但是我们在这项研究中看到的恒星耀斑和无线电脉冲很可能发生了类似的事件。

日冕物质抛射是电离等离子体和辐射的巨大能量驱逐，离开恒星大气。

“在太空天气方面，这可能是个坏消息。Zic先生说：“看来，银河系中最常见的恒星-红矮星-并不是寻找生命的好地方。”

在过去的十年中，在太阳系外发现绕轨道运行的行星的行星正在复兴。现在有4000多个已知的系外行星。

这激发了人们希望在系外行星上找到“类地球”条件的希望​​。最近的研究表明，银河系中大约一半的类太阳恒星可能是此类行星的家园。但是，类似太阳的恒星仅占银河系恒星中的7％。相比之下，银河系Proxima Centauri等M型红矮星约占星空的70％。

这些发现强烈表明，这些恒星周围的行星很可能充满恒星耀斑和等离子射流。

方法

Proxima Centauri观测是使用西澳大利亚州CSIRO的澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）望远镜，西澳大利亚大学的Zadko望远镜以及其他一系列仪器进行的。

来自ARC引力波发现卓越中心（OzGrav）的西澳大学科学家Bruce Gendre博士说，这项研究有助于了解太空天气对我们自身以外的太阳系的巨大影响。

悉尼大学悉尼天文学院和物理学院的研究主管Tara Murphy教授。

根德博士说：“了解太空天气对于了解我们自己的星球生物圈是如何演化的，而且对于未来是至关重要的。”

墨菲教授说：“这是ASKAP令人兴奋的结果。令人难以置信的数据质量使我们能够以惊人的细节查看Proxima Centauri的恒星耀斑。

“最重要的是，我们可以看到偏振光，这是这些事件的标志。有点像戴着墨镜看着星星。一旦ASKAP以完整的调查模式运行，我们就应该能够在附近的恒星上观测到更多的事件。”

这将使我们对附近恒星周围的太空天气有更深入的了解。

其他设施，包括美国宇航局（NASA）的狩猎行星瞬变行星勘测卫星和Zadko望远镜，以及与ASKAP一起观测的设施，可提供无线电脉冲和观测到的强大光弹之间的关键联系。

Zic先生说：“观测到的太阳耀斑和从我们邻居那里接收到的无线电信号没有连接的可能性比在128,000中的机会要少得多。”

研究表明，半人马座Proxima行星可能遭受强烈的大气侵蚀，使其暴露于非常强烈的X射线和紫外线辐射下。

但是会不会有磁场保护这些行星？

Zic先生说：“这仍然是一个悬而未决的问题。有多少系外行星具有像我们这样的磁场？”

到目前为止，还没有观测到系外行星周围的磁场，发现这些磁场可能会很棘手。Zic先生说，识别远距离磁场的一种潜在方法是寻找极光，就像地球周围的极光一样，也可以在木星上看到。

齐克说：“但是，即使有磁场，鉴于M型矮星周围宜居带行星的恒星接近，这可能不足以保护它们。”

参考：“半人马座Proxima爆发式IV爆发事件及其对太空天气的影响”，作者：安德鲁·齐克（Andrew Zic），塔拉·墨菲（Tara Murphy），克里斯汀·林奇（Christene Lynch），乔治·希尔德（George Heald），埃米尔·伦茨，大卫·卡普兰（David L. Kaplan），艾弗·凯恩斯（Iver H.约翰斯顿（Johnston），梅雷迪思·麦格雷戈（Meredith MacGregor），丹尼·普莱斯（Danny C. Price）和迈克尔·惠特兰（Michael S.Wheatland），2020年12月9日，《天体物理学杂志》。
10.3847 / 1538-4357 / abca90

资金：安德鲁·齐克（Andrew Zic）由澳大利亚政府研究培训计划奖学金资助。塔拉·墨菲（Tara Murphy）感谢澳大利亚研究委员会的支持。这项研究的一部分由澳大利亚研究理事会卓越中心进行