南极天文观测站惊现双星剧变与黑子长寿奇迹科研动态揭秘极地天象新发现

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  • 2024年11月30日
  • 近期,国际著名学术期刊The Astrophysical Journal Supplement Series(影响因子为16.2)发表了一项由云南天文台钱声帮研究员等人进行的最新研究成果,该研究题为Optical Flares and a Long-lived Dark Spot on a Cool Shallow Contact Binary。该工作对我国南极天文观测资料进行了深入分析

南极天文观测站惊现双星剧变与黑子长寿奇迹科研动态揭秘极地天象新发现

近期,国际著名学术期刊The Astrophysical Journal Supplement Series(影响因子为16.2)发表了一项由云南天文台钱声帮研究员等人进行的最新研究成果,该研究题为Optical Flares and a Long-lived Dark Spot on a Cool Shallow Contact Binary。该工作对我国南极天文观测资料进行了深入分析,首次发现来自相接双星的系列剧烈耀斑爆发和长寿黑子的现象。

相接双星是两颗子星紧密结合并拥有一个共同的外层结构,这种强烈的相互作用一直是天体物理学中未解之谜。自从1903年发现第一颗相接双星以来,人类对这类天体的观测已经持续了超过110年,但直到现在,我们还没有发现过任何来自这种系统的大规模耀斑爆发事件。通过对我国在南极设立的小型望远镜阵——中国之星小望远镜阵(CSTAR)的数据进行详细分析,钱声帮等科学家们发现了一颗名为CSTAR 038663的橙红色K型恒星组成的浅度相接双星系统。这一系统中的两个子恒星围绕着一个非常薄弱、约6小时25分钟内完成一次完整转动周期的小巧公共包层旋转。在2010年的观测记录中,这一对恒星共发生了15次高强度耀斑爆发事件,每次持续时间介于9分钟至20分钟不等。当这些耀斑爆发时,在i波段引起的一般光变幅度范围从0.16至0.27个大数值单位,而在峰值时,这一系统亮度增加到了平静状态下的1.4至1.9倍。此外,这些耀斑在短波长频段通常被观测到的特性,在i波段被捕捉到这一点显示它们具有非常强大的能量释放。

图一展示了这一对恒星及其随时间变化产生的耀斑分布曲线,其中绿色代表正常光变情况,而红色表示伴随着特殊活动产生的心理震荡。在2010年的某些时候,当这两个恒心发生剧烈活动时,它们之间形成一种如同影子的巨大黑暗区域,其存在与这些耀斑爆发有关。这是一个关于太阳级别更复杂环境下热力学过程的一个重大突破,为我们理解和探索极端条件下的日冕活动提供了宝贵信息。

另一方面,对2008年该行队呈现出的光变曲线进一步揭示了一种稳定的长寿命黑子,其存活时间至少超过三个月,如图二所示。这个黑暗区域温度低于其周围明亮层约800K左右,并占据其表面面积约2.1%。这些奇妙现象表明,即使是在微不足道的小公共包层构造中,也可以找到充满活力的物理过程,对了解太阳级别超越普通太阳质量范围内更加复杂、激进行为有着重要意义。

此项研究得到了国家自然科学基金重点项目和国家杰出青年基金支持(批准号:11133007及11325315)。论文详细信息如下:Qian S.-B., Wang J.-J., Zhu L.-Y., Snoonthornthum B., Wang L.-Z., Zhao E. G., Zhou X., Liao W.-P., and Liu N.-P., Optical Flares and a Long-lived Dark Spot on a Cool Shallow Contact Binary, 2014, ApJS 212, 4.

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图一:展示的是CSTAR 038663行队呈现出的亮度变化曲线以及它随着特定事件而产生的心理震荡。

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图二:展开的是2008年CSTAR 038663行队呈现出的几何结构与长寿命黑色的交互关系。