太阳是距离地球最近的恒星,而距离太阳系最近的恒星,则是处于4.2光年之外的比邻星。2016年,科学家在比邻星这个恒星系统内,发现了一颗处于宜居带的行星-比邻星b,这颗超级类地行星当时一度引起了科学界的“狂欢”,就像在自己家门口找到了新的宜居家园一样,把比邻星b视为人类最有希望移民的地外行星。

目前太阳系里有几大恒星(太阳系最近恒星出现超级耀斑)(1)

然而,从2018年以来,科学家通过持续对比邻星进行观测,发现了比邻星存在着猛烈的恒星耀斑现象,给正在升温的科学界“狂欢”泼了凉水。最近,科学家们又发现了比邻星有观测记录以来,最强的一次耀斑,而且也是我们观测到银河系所有恒星中,所发生的最强一次耀斑,这无疑彻底浅灭了人类移居比邻星b的梦想。

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比邻星超级耀斑

恒星内部由于时刻在发生剧烈的核聚变反应,持续向外释放巨大的能量,因此恒星表层的大气层会在高温作用下发生强烈的电离,形成覆盖恒星的等离子场。加上恒星磁场的存在,磁场的复杂结构会提升太阳大气储存更多的能量,当能量积聚到一定程度后,就会使得局部区域的温度明显高于其它区域,从而引发色球层的局部爆发,在突然发亮的同时,向外释放巨量的X射线、质子粒子高能辐射。

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耀斑是恒星活动中最为剧烈的一种现象,一般发生在恒星黑子群的上方。黑子越多、黑子群的结构和磁场极性越强,耀斑的规模和强度通常也就越大。耀斑的发生速率很快,几分钟内就可以形成,持续的时间从几秒到几个小时不等。像太阳发生一次中等规模的耀斑,所释放出的能量,相当于百万吨级别核弹的100亿倍。

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近期,科学家们通过全球多架射电望远镜,观测到比邻星出现了一次超强耀斑爆发,在紫外线波段,其亮度在瞬间增加了1.4万倍,可见光的亮度也大幅增加。这使得本来很难用肉眼看到的红矮星,可以被短暂地目睹到。

通过模型测算,此次比邻星的耀斑爆发,其强度要比观测到的太阳最大耀斑大100多倍,这次观测,也是科学家们所观测到的红矮星最大耀斑,同时也是银河系所发现的最强耀斑。

比邻星为何出现这么强的耀斑?

比邻星位于半人马座,又名南门二,距离地球4.2光年,是太阳系外最近的一颗恒星。比邻星的恒星系统,实际上是一个“三星系统”,分别命名为半人马座α星A、B、C,我们通常所说的比邻星,则是这“三星系统”中的一颗,即半人马座α星C,这是一颗红矮星,其视星等为11等,绝对星等也仅有15.5,亮度非常微弱,在地球上用肉眼基本上是观察不到的。

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为什么比邻星作为“三星系统”中亮度最小、体积也最小的恒星,会爆发这么强烈的耀斑呢?科学家们解释说,正是由于这颗红矮星的质量很小,内部几乎没有辐射层,所有的恒星组成物质基本上都在对流层中活动,而且表面的物质活动也不怎么活跃,相当于给内部核聚变的空间中加了一个“封闭”的盖子,这样的结果就是内部因核聚变所释放的能量,很容易在表层以下积聚起来。

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当内部所积聚的能量越来越多后,就有一定的几率从恒星表面的某些“薄弱”区域喷射出来,这就像火山喷发一样,下部能量积聚的时间越长、积聚的岩浆越多时,火山爆发往往就越剧烈。所以,对于红矮星的耀斑爆发,通常情况下会比质量更大的黄矮星更加剧烈。而且喷射出来的能量,以高热气态等子流为主体,紫外线波段的高能电磁辐射在短时间内突然增强,在地球上比较容易用射电望远镜所捕捉到。

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超强耀斑爆发的影响

如果在比邻星b这颗类地行星上,存在生命形式的话,那么在比邻星强烈的耀斑爆发下,自然会受到猛烈的冲击。

威胁之一是严重破坏臭氧层。如果行星上拥有大气层,而且其中含有臭氧层的话,那么就会阻挡大量源自恒星的紫外线强辐射影响,从而保护着行星的生命体免受紫外线的伤害。在超级耀斑爆发之后,这些高能紫外线辐射,会加大对臭氧层的破坏,并且使臭氧层的恢复时间拉长。像比邻星爆发如此规模的耀斑,或许会永久阻止臭氧层的形成,从而使行星地表接受紫外线辐射的水平达到超高的水平,从而超过一般生物所能生存的范围。

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威胁之二是行星大气层将会被剥离。如果说小型的耀斑爆发,仅会对臭氧层产生冲击,那么如果大规模、强度极大的耀斑爆发,则会产生强烈的带电粒子,猛烈的“恒星风”吹到行星上,大气层的组成分子一方面会发生强烈的电离,另一方面在巨大能量输入的情况下,大气层的分子和离子将被极大加速,从而脱离行星引力影响,而逃逸到外界宇宙空间中。

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所以,在距离比邻星这颗红矮星非常近的比邻星b上,由于经常接受耀斑的“洗礼”,所以根本不具备生命形成和发展的稳定条件,也没有可能会存在任何的生命形式。好在,地球距离比邻星有4.2光年,虽然在整个可观测宇宙范围来看,这个距离非常小,不过由耀斑所释放出来的高能辐射,在通过这个距离之后,也衰减得差不多了,到达地球之后,其辐射水平甚至还赶不上太阳耀斑所带来的影响,而且地球还有浓密的大气层、磁场以及臭氧层的保护,可以确保我们安枕无忧。

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