小型耀斑就能严重威胁红矮星的宜居行星

　　原文标题：Mini-Flares Potentially Jeopardize Habitability of Planets Circling Red Dwarf Stars
　　原文作者：Chase Million；Christine Pulliam，Ray Villard
　　来自：哈勃官网； 发表时间：2017.6.6
　　翻译：gohomeman1  审校：数星星的猫（编译版权所有，未经许可请勿转载）
　　2017.6.6：太阳耀斑及伴随的爆发，能够触发地球上的极光；在更不利的情形下，危害卫星运作，甚至电网的运行。在更冷的红矮星上，耀斑是否能对系外行星造成更大的破坏，直到使得它们变得不再宜居？为帮助回答该问题，天文学家力图找出，红矮星上有代表性的耀斑爆发率为多大？

　　红矮星的耀斑爆发对系外行星造成大破坏示意图。大图：5.9MB，版权：NASA、ESA，研究者团队。
　　在系外行星领域，较冷的红矮星现在正是搜寻热点。基于已经发现宜居带行星的TRAPPIST-1和LHS 1140系统推算，在银河系中最普遍的红矮星，至少有十亿颗以上拥有类地行星。但是，就像我们的太阳一样，许多的此类恒星有强烈的耀斑爆发。红矮星真的像它们表面看起来的那样对生命友好么？还是这些耀斑将使其近旁的行星全都变成不毛之地？
　　为准确回答这个问题，一个科学家团队，收集了星系演化探测卫星（GALEX）的10年紫外观测档案，特意寻找因耀斑爆发导致的恒星突然增亮。耀斑辐射分布在广泛的电磁波段，其中的紫外辐射占据了整个能量段的重要部分，而这正是GALEX擅长的。与此对应的，红矮星本身因为表面温度低，紫外辐射很低。这种结构对比，结合GALEX观测对时间灵敏的特性，使得团队能够发现许多此前未曾探测到的低能级耀斑。这点很重要，因为虽然低能级耀斑对生命的破坏较少，但是这种小型耀斑很明显会频繁得多（就像红矮星比蓝巨星多得太多了），累积起来的效果就是行星环境的彻底恶化。
　　研究团队成员、马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科研所（STScI）的斯科特·弗莱明（Scott Fleming）设问道：“行星持续沐浴在这种小型却仍具破坏力的耀斑下会如何呢？它们可是具有累积效应滴。”
　　为探测和准确测量这些耀斑，团队把GALEX数据进行了非常高精度的时间拆分。在累计曝光近半小时的图像数据中，团队能够把恒星亮度变化精确地按秒测定（不知道原理是什么，卷积网络没这么神奇啊，译注）！
　　研究报告首席作者、宾夕法尼亚州立大学的Chase Million（蔡司·百万？），领导了一个g光子（gPhoton）的项目，对储存在STScI 的 MAST数据库中、超过100TB的GALEX数据进行再加工（就是25个4TB硬盘的容量，现在是大数据时代，淡定；MAST 是Mikulski 空间望远镜档案的缩写）。团队于是利用Chase·百万 和STScI的Clara Brasseur 开发的定制软件，对上百个红矮星进行搜索，并从中发现了几十个耀斑。
　　Chase Million 接着解说：“在预期GALEX能够探测到的整个区段内，我们都发现了红矮星的耀斑。其中微型的婴儿耀斑，持续仅数秒；而巨型耀斑爆发可持续几分钟，使整个恒星变亮百倍以上。”
　　GALEX探测到的耀斑，与太阳产生的大量耀斑，很相似。然而因为红矮星又小又冷，它的宜居带非常靠近母恒星（远小于水星轨道，译注），因此那些行星受到的耀斑能量轰击，远远强于地球（辐射强度与距离是平方反比率，译注）。
　　大型耀斑爆发在这么近距离足以把行星的大气层吹散，而如此强烈的紫外辐射直射行星表面，肯定杀死所有暴露的生命（事实上百倍增亮的恒星足以把半个行星表面立刻烤焦；并在耀斑爆发产生的恒星风到达之前，先在行星大气中产生超级风暴，译注）。
　　现在，团队成员、STScI的Brasseur和Rachel Osten已经开始检查GALEX和开普勒（Kepler）系外行星任务的数据，以发现更多的类似耀斑。团队希望最终能在GALEX数据库中发现成百上千的耀斑。
　　GALEX项目合作组成员、帕萨迪那市加州大学的研究科学家Don Neill 感慨道：“这个研究成果显示了像GALEX 这样的巡天项目的（附加）价值所在。GALEX的原定目标是研究整个宇宙中的星系演化，现在却能对邻近恒星的系外行星宜居带研究产生影响。GALEX项目设计时，我们根本想不到它对系外行星领域也有用。”（当时系外行星还没什么概念呢，译注）
　　随着新一代的强大望远镜的建设，比如计划于2018年发射的詹姆斯·韦伯红外空间望远镜（JWST），我们最终将观测分析邻近红矮星旁系外行星的大气成分，搜寻可能的生命形式。然而，就像研究者不断在宇宙中发现新问题一样，这些过往项目产生的数据遗产，比如保存在MAST数据库中的那些，仍旧在提供令人兴奋的新的科学发现。
　　2017.6.5，第230届全美天文学大会在德克萨斯州奥斯汀市召开。次日中午，研究团队在大会上公布了他们的研究成果。
　　GALEX项目任务由加州大学的科学家领导，在紫外波段扫描宇宙，持续运行了十多年，于2013年结束。同样位于加利福尼亚州帕萨迪那市（Pasadena）、NASA的美国喷气推进实验室（JPL），负责该项目的运行，并制造了相关的科学仪器。加州大学负责管理JPL，并向美国宇航局（NASA）负责。