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幸好我们的太阳是一个离奇“安静”的恒星

我们的太阳是一颗奇怪的“安静”恒星

太阳黑子的数量在太阳更活跃的时候会增加。(图片版权所有:美国国家航天局,太阳动力学观测台,美国航空航天工业协会,HMI以及戈达德航天中心)

通过比较与太阳活动类似的恒星,科学家发现,太阳是十分奇特的。我们要对太阳抱以感激之情,因为它的奇特之处正是我们的幸运之处。

在一项新的研究中,天文学家将太阳亮度随时间的变化与其他恒星的数据进行对比,这些数据由美国宇航局的开普勒太空望远镜和欧洲航天局的盖亚星图任务收集而成。结果将与太阳体积相近的行星进行了统计。然而相比于这些恒星,太阳的亮度波动微乎其微,这证明太阳在同体积的恒星中是较为“冷静”的。

“我们感到非常震惊,因为大多数类日恒星比起太阳活跃得多,”这项新研究的合著研究者以及德国马普太阳系研究所的物理学家,亚历山大夏皮罗曾在一次陈述中说道。

当然,科学家们对太阳当前的活动相当熟悉了,早在400年前,天文学家们就对太阳表面的黑斑有所研究。因为太阳黑子是由太阳磁场以及大量辐射和物质爆发引起的,所以太阳黑子能体现有关太阳活动的重要信息。

为了了解在有人类历史记载之前太阳的活动,科学家们分析了大量数据,例如在树木年轮和古老冰层中某些特定元素的含量。在这些数据帮助下,研究人员可推算出9000年前的太阳活动。研究人员称,虽然现代对太阳活动的记录非常完备,但这并不意味着这9000年中的太阳活动代表了太阳46亿年的活动情况。

马克斯·普朗克学院专门研究太阳系的天体物理学家蒂莫·雷因霍尔德(Timo Reinhold)是该新研究的主要人员,他表示:“与太阳的整个寿命相比,9,000年就像眨眼之间。” “太阳已经"沉寂"了上千年了,因此我们对太阳的了解似乎愈发模糊了。”

雷因霍尔德与同事们试图将太阳的已知活动与其他类似恒星的活动进行比较。虽然科学家无法直接追踪遥远恒星上的黑子,但是炽热的等离子球上的这些黑斑确实会影响恒星的亮度。由于所有恒星都在不断地旋转着,黑子围绕在恒星周围,导致其亮度时常波动,但科学家非常了解如何随着时间的变化捕捉恒星的亮度变化。

太阳和KIC 7849521这颗类日恒星亮度变化的对比。(图片来源:MPS/hormesdesign.de)

这为天文家发现系外行星的主要技术提供了数据支持,美国国家航空航天局(NASA)的开普勒太空望远镜专门用来测量单个恒星的亮度随时间而发生的细微变化,因此这项新研究的主要人员仍在挖掘隐含在数据中的细节。

天文学家缩小了范围,在数万颗恒星中,把重点放在那些与太阳表面温度、表面重力、年龄和金属丰度大致相同的恒星上。然后他们把这些分成两组:其中一组包含369颗恒星,每20到30天旋转一次;另一组包含2529颗恒星,科学家们还无法计算出它们的旋转周期。(太阳每24.5天自转一次,但这不太可能被那些使用与人类相同技术的外星天体物体学家发现,因此这两组恒星很重要。)

随后研究人员分析了两组恒星的数据,去了解他们同太阳相比而言的活动水平。在过去的9000年里,已知自转速率的恒星普遍比太阳活跃得多——大概是太阳5倍的活跃度。而那些没有轨道旋转的恒星则没那么活跃,更接近太阳。

这一分裂(现象)给科学家们出了一道谜题:要么在滴答转动和不转动的恒星之间确实存在一些实质性的区别,要么发生了一些事情,使得太阳在过去的至少9000年中变得比和它相似的恒星安静得多。而现在,我们却没法判断哪一种是正确的。不过我们的太阳相对冷静并不是一件坏事:因为太阳爆发会危及我们在轨道上的技术以及地球的表面;如果太阳非常非常活跃的话,它的脾气可能会对它自身的生命造成威胁。幸好,还没有任何迹象显示太阳会在不久变得暴躁,科学家也预测了未来的11年太阳活动周应该也是相当平和的。

作者:Meghan Bartels

FY:Astronomical volunteer team

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