發現一顆質量約為(wei) 太陽8%的恒星釋放出巨大“超級耀斑”X射線，這是一場戲劇性的高能噴發，給天文學家帶來了一個(ge) 根本問題：因為(wei) 此前認為(wei) 在這麽(me) 小的恒星是不可能發生這種“超級耀斑”噴發的。這顆恒星，其目錄號為(wei) J0331-27，是一種被稱為(wei) L矮星的恒星。這是一顆質量如此之小的恒星，僅(jin) 略高於(yu) 實際存在的恒星邊界值，其研究發現發表在《天文學與(yu) 天體(ti) 物理學》期刊上。

如果它的質量再小一點，它就不會(hui) 具備產(chan) 生自身能量所需的內(nei) 部條件。天文學家在歐空局XMM-牛頓X射線天文台上的歐洲光子成像相機(EPIC)記錄數據中發現了這個(ge) 巨大的X射線耀斑。在幾分鍾內(nei) ，這顆微型恒星釋放出的能量，是太陽最強烈耀斑的十倍以上。當恒星大氣中的磁場變得不穩定並塌縮成更簡單結構時，耀斑就會(hui) 釋放出來。在這個(ge) 過程中，它釋放了儲(chu) 存在其中的很大一部分能量。

這種爆炸性的能量釋放，產(chan) 生了突然的亮化（耀斑），這就是新觀測提出了天文學家最大的困惑之處。研究小組成員、德國天文和天體(ti) 物理研究所的比亞(ya) 特·斯特爾澤和意大利巴勒莫的INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo說：這是這一發現中最有趣的科學部分，因為(wei) 我們(men) 沒有想到L-矮星會(hui) 在磁場中，儲(chu) 存足夠多能量來引發這樣的超級耀斑爆發，能量隻能由帶電粒子置於(yu) 恒星的磁場中，帶電粒子也被稱為(wei) 電離物質，在高溫環境中產(chan) 生。

然而，作為(wei) 一顆L型矮星，J0331-27的恒星表麵溫度較低，僅(jin) 為(wei) 2100K，而太陽的表麵溫度約為(wei) 6000K。天文學家認為(wei) ，如此低的溫度，不可能產(chan) 生足夠的帶電粒子，為(wei) 磁場提供如此多的能量。所以難題是：在這樣一顆恒星上，超級耀斑是如何可能發生的？超級耀斑是在XMM-牛頓數據檔案中發現的，這是意大利米蘭(lan) INAF-Di Astrofaica Spaziale e Fisica Cosmica研究所安德裏亞(ya) ·德盧卡領導的一個(ge) 大型研究項目一部分。

該項目研究了XMM-牛頓在過去13年中探測到大約40萬(wan) 個(ge) 數據。而且還特別在尋找奇特現象，如在J0331-27中，得到了這一點。許多類似恒星已經在光譜的光學部分發射出超級耀斑，但這是第一次在X射線波長上明確檢測到這樣的噴發。波長很重要，因為(wei) 它表明超級耀斑來自大氣層的哪一部分：光學光線來自恒星大氣中更深的地方，接近其可見表麵，而X射線來自大氣中更高的地方。

了解在L型矮星上的超級耀斑，與(yu) 之前在所有波長探測到大質量恒星上觀測到的耀斑異同，現在是該研究團隊的研究點，但要做到這一點，需要找到更多的例子。在XMM-牛頓檔案數據中仍有很多有待發現的地方，從(cong) 某種意義(yi) 上說，這隻是冰山一角。盡管XMM-牛頓總共觀察了這顆恒星350萬(wan) 秒，但數據中隻有一次來自J0331-27的耀斑。這很奇怪，因為(wei) 其他耀斑恒星往往也會(hui) 產(chan) 生許多較小的耀斑。數據似乎暗示L型矮星需要更長的時間來積累能量，然後突然發生一次大規模的釋放。

發生頻率較高的恒星，每次釋放的能量較少，而這顆L型矮星似乎很少釋放能量，但在真正的超級耀斑中釋放巨大能量。為(wei) 什麽(me) 會(hui) 是這樣的情況，仍然是一個(ge) 懸而未決(jue) 的問題，需要進一步研究。歐空局XMM-牛頓項目科學家諾伯特·沙特爾(Norbert Schartel)說：L型矮星超級耀斑的發現，是基於(yu) XMM-牛頓檔案進行研究的一個(ge) 很好例子，展示了這項任務的巨大科學潛力，也許還有更多驚喜還在數據中未被發現。

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博科園｜研究/來自：ESA歐洲航天局

參考期刊《天文學與(yu) 天體(ti) 物理學》

DOI: 10.1051/0004-6361/201937163

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