根据《科学》杂志上近日发表的一项研究,在研究了56450颗恒星之后,科学家发现,太阳有点不对劲——与其他的恒星相比,太阳实在是太“温柔”了,这到底是怎么回事呢?下面我们就来了解一下。
太阳表面并不是想象中的那样一片平静,在有些时候,太阳表面也会发生一些大规模能量释放现象,而其中最引人注目的,就是太阳耀斑(Solar flare),因为这种现象会产生大量的电磁辐射和高速粒子流,还可能伴随着大规模的日冕物质抛射,进而对我们人类的电子设备和电力设施我们构成严重的威胁。
一个典型的例子就是发生在1859年的“卡灵顿事件”,这也是人类有记录以来最强的一次太阳风暴,这此次事件中,太阳的一次耀斑和伴随的日冕物质抛射,使得当时全球的电报系统几乎全部失灵,甚至还引发了一些设备起火。
时至今日,电子设备以及电力设施已经深入到人类生活的方方面面,而这也就意味着,太阳耀斑对人类的威胁也越来越大,所以我们有必要仔细研究太阳耀斑发生的规律,从而做到对其进行准确预测并及时防范。
想要做到这一点,一个简单直接的方法就是,长时间地对太阳表面的活动进行记录,进而总结出其中的规律,但这显然是行不通的,毕竟人类的记录最多只能追溯近几百年,而太阳耀斑的规律则需要以更长的时间尺度来观察。
那怎么办呢?一个看上去似乎可行的方法就是,找一大堆与太阳类似的恒星,通过观察这些恒星的表现,并对其进行大数据分析,应该就可以间接推测出太阳耀斑发生的规律。
实际上,此次研究正是采用了这种方法,在研究过程中,科学家挑选了56450颗与太阳类似的G型黄矮星,研究的核心工具是“光变曲线”,即恒星的亮度会随时间发生微小波动,当恒星发生耀斑时,亮度会突然显著增强,然后逐渐恢复到正常水平。
这种变化在“光变曲线”上表现为一个清晰的峰值,通过分析这些峰值,科学家就能够识别耀斑事件,并判断其强度和频率。
研究结果是令人意外的,科学家发现,这些恒星会发生强度极高的“超级耀斑”(superflares),具体有多强呢?这样说吧,造成“卡灵顿事件”的那次太阳耀斑,其释放出的能量约为10^32尔格,而这些“超级耀斑”所释放出的能量,则约为10^34至10^35尔格,大概是前者的100至1000倍。
更重要的是,科学家共计观测到了多达2889次的“超级耀斑”,涵盖了2527颗恒星,而这也就意味着,“超级耀斑”并不是罕见的个例,而是普遍存在的现象,在此之后,科学家通过对观测数据进行分析,估算出了其发生的频率,即:这些与太阳类似的恒星,平均100年就会发生一次“超级耀斑”。
(↑想象图)
正如前文所言,“卡灵顿事件”是人类有记录以来最强的一次太阳风暴,而造成此次事件的太阳耀斑,其释放出的能量最多也就只有“超级耀斑”的1%,这就意味着,人类有记录以来,太阳从未发生过“超级耀斑”。
那会不会是过去的人类并没有记录到太阳的“超级耀斑”呢?毕竟人类发明电子设备的历史并不长。实际上,确实有这种可能,但如果这样的事情真的发生了,大自然也会以其独特的方式将其记录下来。
简而言之,来自太阳的高速粒子含有快中子,它们会持续轰击地球的高层大气,进而使其中的氮-14转化为碳-14,在此之后,这些碳-14可能会进入地球的生物圈,它们中的一部分会被吸收,并被固定下来。
通过这些古老生物留下的残骸或化石样本,科学家可以测量出当时碳-14的浓度,如果某个时间点的碳-14浓度显著高于背景值,就可能是由于当时太阳活动异常强烈,释放了大量的高速粒子。
由于碳-14是不稳定同位素,其半衰期大约为5700(±30)年,因此这种方法其实有一定的局限,尽管如此,科学家也利用这种方法发现,在过去的大约1.5万年里,曾经出现了9次强度超过“卡灵顿事件”的太阳活动,其中最近的一次发生在公元993年。
而这也就意味着,即使这些事件都是由太阳的“超级耀斑”引发的(这目前还不能确定),其发生的频率也远远地低于此次研究得出的平均值(即每100年发生1次)。
也正因为如此,科学家才认为太阳有点不对劲,与其他与太阳类似的恒星相比,它实在是太“温柔”了。那么,是什么原因造成太阳如此“温柔”呢?
科学家猜测,可能有某种机制大幅降低了太阳发生“超级耀斑”的频率,但这种机制到底是什么,暂时还没有确定的答案。不过就目前的情况来看,相关的研究仍在进行之中,期待在未来的日子里,科学家能够解开这个谜题。
参考资料:Sun-like stars produce superflares roughly once per century,Science 12 Dec 2024,Vol 386, Issue 6727,DOI: 10.1126/science.adl5441
但凡不温柔一点,太阳系就没有生物了,这也是地球能有生物的主要原因,适合的距离,适合的光线辐射,适合的元素构成……
应该是太阳系其它行星的关系。尤其是木星。互相旋转中,对太阳内核有潮汐性质的搅动。恰到好处。不那么剧烈也不小,使得太阳内核核反应柔和,能量输出均匀。
人类被高级生物圈养起来了
砖家又在发砖话了。
所有正常的都没