天文学家为活跃的M矮星模拟恒星风和磁场

时间：2022-01-02 08:25:05 来源：

艺术家对Proxima Cen b行星表面的印象，该行星绕着M矮星Proxima Centauri旋转，这是离太阳系最近的恒星。双星Alpha Centauri AB也出现在图像中。

天文学家已经开始为活跃的M矮星恒星的风和磁场建模的程序，发现系外行星的恒星风的压力比地球太阳风的压力高一千到一万倍。

最近，距地球最近的恒星Proxima Centauri（相距仅4.28光年）受到了广泛关注。它拥有一颗Proxima Cen b行星，其质量约为1.3地球质量（尽管它可能更大，具体取决于我们所观察的角度）。此外，Proxima Cen b在恒星的宜居区域内绕恒星运行。Proxima Cen本身是一颗M型矮星，其质量仅约为太阳质量的十分之一，而光度约为太阳质量的千分之一；因为恒星是昏暗的，所以行星的可居住区距离恒星比地球离太阳的距离要近二十倍，并且行星绕轨道运行的时间为11.3天。M矮星是最丰富的恒星类型，它们的小半径使它们更容易成为目标（相对而言），以发现飞越的系外行星特征。最近的统计估计得出结论，一半的M矮星恒星可能在其“宜居区域”内或附近存在约0.5-1.4个地球半径的系外行星。因此，Proxima Cen及其系外行星是理解低质量恒星，其行星和行星环境的重要基准对象。

M矮星对它们的行星构成特殊危害：它们的辐射很大一部分以紫外线，极端紫外线和X射线的形式出现，比类似太阳的恒星还要多。这种辐射会蒸发掉行星的大气层，尤其是当这些行星在可居住区域附近运行时。确实，天文学家提出的问题是，像Proxima Cen b这样的行星是否可以保留任何大气，至少在足够长的时间内，从任何实际角度来看，该行星都可以“居住”。恒星的磁活动带来了另外的危险，这不仅造成了腐蚀辐射，而且还驱动了恒星风和日冕物质抛射，可能对大气的生存造成更大的危害。

在有限的情况下，已经研究了由于恒星辐射引起的行星大气的光蒸发，但是对于活跃的M矮星及其磁活动，并没有付出太多的努力。CfA天文学家塞西莉亚·加拉夫（Cecilia Garraffo），杰里米·德雷克（Jeremy Drake）和奥弗·科恩（Ofer Cohen）已启动一个程序，对活跃的M矮星的恒星风和磁场进行建模，并研究其对宜居区域行星大气的影响。Proxima Cen是他们的第一个特定示例。他们发现，系外行星恒星风的压力是地球太阳风压的一千至一万倍。此外，压力高度不均匀，并且Proxima b将通过每个轨道两次两次通过这些极端压力变化，导致其大气的压缩和膨胀每天最多增加3倍。Proxima Cen b的大气也可能会经历超音速风况。所有这些现象都会对Proxima b上可能存在vweek的任何气氛产生重大的负面影响。在其他M矮系系外行星上类似的敌对条件普遍存在的程度是有待进一步研究的课题。

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