这3颗恒星正在迅速失去重量——由于比太阳的样子更强的恒星风

By Robert Lea

2024/4/18

Stars

 “我们估计了质量损失率能被用作恒星风建模的一个基准，并扩展我们的太阳一样恒星风的有限观测证据” 。

由大质量恒星蛇夫座泽塔在一个星际尘埃云中创造的冲击波。 (Image credit: NASA/JPL-Caltech; NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); C. R. O'Dell, Vanderbilt University)

天文学家已经首次探测到来自三颗与太阳相似的主序星的恒星风。

这项观测帮助了确定这些恒星经由它们的恒星风失去质量的速度，发现这些风大约快的就像太阳经由它自己的太阳风失去质量速度的67倍一样

这项研究背后的团队通过观测围绕恒星系统一个叫“天体球”的热等离子体气泡发射的X射线得出了这些发现。这种等离子体被恒星风撞进星际介质膨胀，星际介质指存在于恒星之间的气体和尘埃。天体球类似于围绕太阳系的日球层。

恒星风还能触发蒸发环绕恒星从中风流动的行星的大气层的过程，降低这些星球宿主生命的能力（至少就像我们知道它一样）

行星大气层的逃逸速度是慢的，但这些损失能累积，在数百万年的过程将一个地球一样的世界变形成一个贫瘠、无大气层的太空岩石。这意味着这些新的观测结果能帮助科学家了解行星如何围绕太阳一样恒星演化，并有助于识别哪些行星系统更有可能拥有宜居行星。

尽管恒星风对一个行星系统的演化的重要性，但太阳一样主序星的风一直很难来测量。

研究负责人、维也纳大学天体物理学家克里斯蒂娜·基斯利亚科娃在一份声明中说，“在太阳系中，从行星、彗星和日球层已经观测到太阳风电荷交换发射并为研究太阳风的成分提供一个天然实验室。但从遥远恒星观测这种发射由于信号的微弱性是远更棘手的” 。

基斯利亚科娃补充道，到这些恒星的距离使从恒星本身的X射线发射区分开被天体球发射的X射线信号非常困难，这些信号似乎“分散”在观测望远镜的视野中。

然而，在用XMM牛顿太空望远镜做出这些恒星系统的观测后，该团队开发了一种新的区分开恒星和天体层对X射线发射贡献的算法。

这允许研究人员来探测恒星风中氧离子和三颗主序星的星际介质中的中性原子之间的电荷交换：蛇夫座70位于距离地球约16.6光年远，埃里达尼座ε座位于距离地球10.5光年远，以及天鹅座61号一个位于距离地球约11.4光年远的双星系统。

艺术家的一颗环绕恒星埃里达尼座的行星的印象，从中恒星风被测量的恒星之一。(Image credit: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI))

基斯利亚科娃说，“这已经是首次探测到来自此类恒星的天球体发射的X射线电荷交换发射。我们估计的质量损失率能被用作为一个恒星风模型的基准，并扩展我们的太阳一样恒星的风的有限观测证据” 。

研究小组确定70蛇夫座正在以一个大约是太阳的那个的67倍速度损失质量，埃里达尼座ε座大约是太阳的16倍损失质量。61天鹅座损失质量最慢，尽管以一个仍然比我们恒星的那个更快10倍的速度。因此，这些恒星的恒星风爆击它们的行星并使它们的天体球膨胀，比从太阳流出的太阳风远更强大。这可能是因为这些恒星比我们的宿主恒星有远更强的磁活动。

RELATED STORIES:

— Ultra-hot exoplanet has an atmosphere of vaporized rock

—Elusive exoplanet is 'cosmic sculptor' that carved spiral arms of its star

— Metal clouds turn scorching hot exoplanet into the universe's largest mirror

团队成员、维也纳大学研究员曼纽尔古德尔在声明中说，“三十多年来全世界一直在努力实在化围绕太阳一样恒星风并测量它们的强度，但到目前为止，只有基于它们的对恒星或它的环境的次要影响的间接证据暗示了这种风的存在。我们的团队之前试图来探测来自风的射电发射，但只能对风强度放上上限而不能探测风本身”。

“我们的基于X射线的新结果为直接的发现甚至成像这些风以及研究它们的与周围行星的相互作用铺平了道路” 。

该团队的研究于周五（4月12日）发表在Nature Astronomy杂志上。