古老的恒星可能是尋找生命的最佳地點(diǎn)
0
顯示51 Pegasi系統(tǒng)及其測量磁場的合成圖像。檢測到的恒地點(diǎn)51 Peg的“弱磁制動”代表了一個相對突然的變化，使磁環(huán)境更加穩(wěn)定。找生最佳上海外圍預(yù)約上門（微信180-4582-8235）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款貸方:uux.cn/AIP/J. Fohlmeister
（神秘的古老地球uux.cn）據(jù)波茨坦萊布尼茨天體物理研究所（Janine Fohlmeister）：很久以前，科學(xué)家們認(rèn)為恒星施加了一個永恒的恒地點(diǎn)磁力剎車，導(dǎo)致它們的找生最佳自轉(zhuǎn)無休止地減慢。通過新的古老觀察和復(fù)雜的方法，他們現(xiàn)在已經(jīng)窺視到一顆恒星的恒地點(diǎn)磁性秘密，并發(fā)現(xiàn)它們不是找生最佳他們所期望的。尋找外星鄰居的古老宇宙熱點(diǎn)可能是那些遭遇中年危機(jī)及以后的恒星。
這項(xiàng)突破性的恒地點(diǎn)研究揭示了磁現(xiàn)象和可居住環(huán)境，已經(jīng)發(fā)表在天體物理學(xué)雜志《快報》上。找生最佳上海外圍預(yù)約上門（微信180-4582-8235）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款
1995年，古老瑞士天文學(xué)家邁克爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲宣布首次發(fā)現(xiàn)太陽系外的恒地點(diǎn)一顆行星，它圍繞一顆遙遠(yuǎn)的找生最佳類似太陽的恒星51 Pegasi運(yùn)行。自那以來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過5500顆所謂的系外行星圍繞我們銀河系的其他恒星運(yùn)行，2019年，這兩位科學(xué)家因其開創(chuàng)性的工作分享了諾貝爾物理學(xué)獎。本周，一個國際天文學(xué)家小組發(fā)表了對51 Pegasi的新觀察結(jié)果，表明該恒星周圍當(dāng)前的磁環(huán)境可能特別有利于復(fù)雜生命的發(fā)展。
像太陽這樣的恒星生來就快速旋轉(zhuǎn)，這產(chǎn)生了一個強(qiáng)大的磁場，可以猛烈爆發(fā)，用帶電粒子和有害輻射轟擊它們的行星系統(tǒng)。在數(shù)十億年的時間里，恒星的自轉(zhuǎn)逐漸變慢，因?yàn)樗拇艌鐾蟿恿藦钠浔砻媪鞒龅娘L(fēng)，這一過程被稱為磁制動。較慢的旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生較弱的磁場，兩種性質(zhì)會因?yàn)榛ハ嘤绊懚掷m(xù)下降。
直到最近，天文學(xué)家一直認(rèn)為磁力制動會無限期持續(xù)下去，但新的觀測開始挑戰(zhàn)這一假設(shè)。
美國科羅拉多州戈?duì)柕前装茄芯抗镜母呒壯芯靠茖W(xué)家、團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人特拉維斯·梅特卡夫說:“我們正在重寫教科書，講述像太陽這樣的較老恒星的旋轉(zhuǎn)和磁性如何在它們的生命中期之后發(fā)生變化。我們的結(jié)果對具有行星系統(tǒng)的恒星及其發(fā)展高級文明的前景具有重要意義。”
德國波茨坦萊布尼茨天體物理研究所所長、該研究的合著者克勞斯·斯特拉斯邁爾(Klaus Strassmeier)補(bǔ)充說，“這是因?yàn)闇p弱的磁制動也抑制了恒星風(fēng)，使毀滅性的爆發(fā)事件不太可能發(fā)生。”
來自美國和歐洲的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)將美國國家航空航天局凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星(TESS)對51顆Pegasi的觀測與亞利桑那州大型雙筒望遠(yuǎn)鏡(LBT)使用波茨坦中階梯偏振和光譜儀器(PEPSI)對其磁場的尖端測量相結(jié)合。
51 Peg的徑向、經(jīng)向和方位角場分量的ZDI圖。等高線以0.5 G的步長顯示。虛線對應(yīng)最低可見緯度。每個面板底部的豎條顯示每個LBT觀測的中央經(jīng)度。鳴謝:uux.cn/天體物理學(xué)雜志快報(2024)。DOI: 10.3847/2041-8213/ad0a95
雖然從地球上看，圍繞51 Pegasi運(yùn)行的系外行星不會從其母星前面經(jīng)過，但這顆恒星本身在TESS觀測中顯示出微妙的亮度變化，可以用來測量恒星的半徑、質(zhì)量和年齡——這種技術(shù)被稱為星震學(xué)。
與此同時，恒星的磁場在星光上留下了微量的偏振，這使得LBT上的百事可樂可以在恒星旋轉(zhuǎn)時創(chuàng)建恒星表面的磁性地圖——這種技術(shù)被稱為塞曼多普勒成像。總之，這些測量讓研究小組能夠評估恒星周圍當(dāng)前的磁環(huán)境。
美國國家航空航天局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡之前的觀測已經(jīng)表明，磁制動可能會在太陽年齡之后大幅減弱，切斷較老恒星的旋轉(zhuǎn)和磁性之間的密切關(guān)系。然而，這種變化的證據(jù)是間接的，依賴于對各種年齡的恒星自轉(zhuǎn)速率的測量。很明顯，在接近太陽年齡(45億年)的某個時候，自轉(zhuǎn)停止減慢，而在較老的恒星中減弱的磁制動可以重現(xiàn)這種行為。
然而，只有直接測量恒星的磁場才能確定潛在的原因，開普勒觀測到的目標(biāo)對于LBT觀測來說太暗了。TESS任務(wù)于2018年開始收集測量數(shù)據(jù)-類似于開普勒的觀測結(jié)果，但針對天空中最近和最亮的恒星，包括51顆Pegasi。
在過去的幾年里，該團(tuán)隊(duì)開始使用LBT上的百事可樂來測量幾個TESS目標(biāo)的磁場，逐漸建立了對像太陽這樣的恒星隨著年齡增長磁場如何變化的新理解。觀測顯示，在比太陽稍年輕的恒星中，磁制動會突然改變，在那時變得比太陽弱10倍以上，并且隨著恒星繼續(xù)老化而進(jìn)一步減弱。
研究小組將這些變化歸因于磁場強(qiáng)度和復(fù)雜性的意外轉(zhuǎn)變，以及這種轉(zhuǎn)變對恒星風(fēng)的影響。最新測量的51 Pegasi的屬性表明，就像我們的太陽一樣，它已經(jīng)經(jīng)歷了這種減弱磁制動的轉(zhuǎn)變。
“非常令人高興的是，LBT和百事可樂能夠揭示這個行星系統(tǒng)的新視角，這個系統(tǒng)在系外行星天文學(xué)中發(fā)揮了如此重要的作用，”百事可樂攝譜儀的首席研究員Strassmeier說。"這項(xiàng)研究是在銀河系中尋找生命的重要一步。"
在我們的太陽系中，生命從海洋到陸地的轉(zhuǎn)變發(fā)生在幾億年前，與太陽磁場制動開始減弱的時間相吻合。年輕的恒星用輻射和帶電粒子轟擊它們的行星，這對復(fù)雜生命的發(fā)展不利，但年老的恒星似乎提供了更穩(wěn)定的環(huán)境。根據(jù)Metcalfe的說法，該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)表明，尋找太陽系外生命的最佳地點(diǎn)可能是中老年恒星周圍。