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气体环境,这种强大的相互作用一直是天体物理学中的一大谜团。自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剧烈耀斑爆发事件。通过对我国在南极地区运营的“中国之星小望远镜阵”(CSTAR)的观测数据进行详细分析,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。这一系统中的两个恒星以每6小时25分钟一次的小圆周运动绕转于对方周围,并且它们共享一个非常薄弱、仅约1%厚度的大气层。
利用2010年的数据记录,他们惊讶地发现这一对恒星共发生了15次巨大的耀斑爆发,每次爆发持续时间从9分钟到20分钟不等。在这些耀斑爆发期间,其在i波段上的亮度增加了0.16至0.27个整数单位,即达到宁静时亮度的1.4至1.9倍。此外,这些耀斑并不只限于短波长范围,而是在i波段也被明显检测到,这意味着它们具有异常强烈程度。图一展示了这对恒星光变曲线以及随时间变化而分布的地面特征图,其中包括这些耀斑与其相关活动。
此外,他们还通过2008年的光变曲线分析揭示出这一对恒星表面存在着稳定的长寿黑子,其生命长度达到了至少3个月(如图二所示)。这些黑子的温度比通常情况下更冷大约800K,而且它们覆盖光球表面积的大约2.1%。这些新发现表明,即使有很薄的大气层,也仍然能够展现出强烈活动,对我们理解太阳类行星如何表现出极端条件下的活跃性具有重要意义。
本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的大力支持(批准号:11133007和11325315)。论文信息如下: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.
图一展示的是这个特殊恒情系CSTAR 038663 在不同周期阶段下亮度变化趋势,以及伴随其上升和下降过程中出现的地面特征横纵向分布。
图二则显示了在2008年该同样物系内形成并维持较久时间的一个特别类型黑点,它可能是由于某种方式导致内部热量流动受阻或其他复杂结构造成。
以上内容详尽呈现了关于中国南极天文学队伍的一项重大创新成就,该队伍成功探索并记录了一系列非凡且前所未有的事件,从而推进了解我们宇宙中最基本且神秘部分——恆心运行规律方面产生深刻洞见。