中国天文学家重大发现!迄今为止最强耀斑,三体星生命希望破灭

作为一颗恒星,SDSSJ013333几乎不能更不显眼了。在茫茫宇宙中,它又小又暗,原本只是隐藏在一个漆黑的角落,能够被人类发现已经很不容易了。但是,它似乎偏偏要证明一下自己,趁科学家们不注意的时候,突然发出了一次剧烈的耀斑。
事情还要说到2018年年底,我国国家天文台的天文学家们利用北京兴隆观测站的地基广角相机阵(GWAC)进行常规观测时,突然发现了一个非常值得注意的爆发性光源。
这次天文事件在短短1分钟之内就迅速达到了峰值,并且持续了数个小时。科学家分析后得出结论,这次爆发来自于一颗恒星的超级耀斑,并将这次事件命名为GWAC 181229A。当他们找到这颗恒星的时候,发现了其中的不同寻常之处。
由辛丽萍带领的天文团队发现,这次耀斑来自于一颗名为SDSSJ013333的恒星,距离我们大约471光年。一提到超级耀斑,大家可能以为这是来自于一颗非常巨大、炽热的恒星。恰恰相反,在所有人类发现的恒星中,极少有比SDSSJ013333更不起眼的了。
在恒星分类上,SDSSJ013333属于最小、最冷、最暗的M型恒星,也就是通常所说的红矮星。这种恒星质量通常不足太阳的一半,温度也不超过5000K。而SDSSJ013333则尤其微弱,M型恒星又分为M0~M9,其温度依次降低,而它恰好属于最冷的M9型恒星。观测结果表明,它的质量只有太阳的30%,表面有效温度也只有2700K,不足太阳的一半。像它这样的恒星,也因为这些特性被科学家称为极冷矮星。
通常来说,这些极冷矮星就会一直在平淡中度过自己的绝大部分时间。但时不时地,它们就会来一次爆发通过磁场线的断裂和重连,爆发出强大的射线暴以及等离子体。
类似的现象,在太阳上也经常会上演,那就是耀斑。耀斑是相对比较常见的太阳活动形式,表现为局部区域瞬时的极高能量释放,伴随着强大的粒子以及电磁辐射。而研究人员这一次在极冷矮星上观测到的耀斑,要远比太阳普通的耀斑更加强烈,因此被称为超级耀斑。
科学家们已经在宇宙中多次观测到超级耀斑了,不过基本上都是在那些比较年轻的恒星上。比如日本的天文学家就曾经观测到了来自于一颗红矮星的超级耀斑,其威力是人类历史上记录到最强太阳耀斑的20倍以上,足够令我们震惊。而那一次超级耀斑和SDSSJ013333相比,就显得小巫见大巫了。
通常来说,一次普通的耀斑所释放的能量是10^23焦耳,相当于100万次大型火山爆发所释放的能量。而超级耀斑的能量,最高甚至可以达到10^29焦耳,是普通耀斑的100万倍!而根据我国科学家的分析,这一次GWAC 181229A的能量大约有10^27焦耳,虽然没有达到极限,但考虑到它竟然来自于一颗极冷矮星,也创造了这类恒星上超级耀斑的最强纪录!
天文学家指出:这样的超级耀斑意味着SDSSJ013333在短短的时间内增加了10000倍的亮度,将它的视星等从24等提升到了15等。这个亮度虽然比肉眼可见最暗的6等星还差了许多,但对于好的望远镜来说已经足够观测了。
当然,对于天文学家来说,这样的天文现象不仅仅是为了得到这么几个令人振奋的数字而已,这里面还蕴藏着许多关于红矮星形成和演化的秘密,尤其是像SDSSJ013333这样占据了银河系恒星总数15%的极冷矮星。
研究团队在论文中指出,地基广角相机阵具有广阔视野和高频率探测两大优势,这使得它在探测白光耀斑方面具有非常大的优势。他们还介绍,未来两年,我国还会建设更多的地基广角相机阵,在5000平方度的天空提高对这些耀斑的探测频水平。
我们需要知道,这样的超级耀斑是否真的在红矮星上非常普遍,如果答案是肯定的,那么对于我们来说将会是一个非常遗憾的消息,因为宇宙生命的希望将会遭受巨大的打击。
就像我们刚才提到的那样,红矮星的温度普遍比较低。因此,如果它周围的行星想要孕育生命,就必须要离宿主恒星近一些,才能保证有足够的温度维持水的液态形式,这对于生命来说至关重要。
另一方面,红矮星虽然温度比太阳低,但辐射却一点不输给太阳。大量的高能射线和带电粒子不仅可以直接对生命造成威胁,甚至可能将行星的大气层剥离,彻底消灭生命的希望。因此,越靠近红矮星的行星,承受的辐射越强,对于生命来说越不利。尤其是像GWAC 181229A这样恐怖的超级耀斑,足以让生命死无葬身之地。
这就是一个巨大的矛盾,离红矮星远就会被冰封,离得近就会遭受恐怖的辐射。从温度和辐射两个角度来说,二者几乎没有交集,也就意味着红矮星周围几乎不可能孕育生命。
根据目前的研究,红矮星占据了整个银河系的绝大部分,银河系数千亿颗恒星中,有大约3/4都是红矮星。如果红矮星周围没有合适的生命宜居带,那么整个银河系内生命出现的概率将不只是被腰斩,简直可以说是从脚后跟就被截断了。
包括我们经常提到的“三体行星”——比邻星b,就是在围绕红矮星公转。虽然《三体》描述了一个拥有生命的三体行星,但它实际上可能是一片荒原,了无生机。
另外,在20.5光年外,还有一颗恒星有多颗行星位于温度的宜居带内,被科学家认为是最有望孕育生命的行星系统之一,那就是Gliese 581。然而,它也是一颗红矮星,如果它也来一次这样的超级耀斑,周围的6颗行星恐怕都会遭受灭顶之灾。
不管怎么说,我国科学家已经准备好继续对这些超级耀斑进行深入研究了。搞清楚超级耀斑的产生机制,不仅是判断银河系生命数量的关键,也可以了解其中的物理学原理。毕竟,虽然太阳现在没爆发过超级耀斑,谁又敢保证未来不会呢?
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