看似“平静”的宇宙从来不平静，在“一潭死水”的黑暗下实际暗流涌动。比如，恒星发出的光亮都在随时间变化，无论是遥不可及的恒星，还是我们眼前的太阳。
变星的一些最极端的例子包括食双星和脉动星。在食双星中，亮度变化来自一种外部效应：一对恒星围绕其共同的质心运行，从我们的角度来看，它们反复地阻挡住伴星发出的光。如果侧向观察轨道，恒星的亮度会以固定的间隔显著降低。在脉动星中，光亮变化有一种内在的原因：恒星实际上有一种脉动变化，它会变大然后变小，变亮然后变暗，有规律地改变亮度。脉动星在每个周期的亮度可以改变10倍或更多。这两类恒星都是天文学家最喜欢的天体，因为它们的光亮变化可以用来探测恒星系统的动力学或结构。
然而在许多恒星中，观测到的表面亮度变化是由其内部磁场驱动的。当磁场的一部分冲破恒星表面时，它会在恒星的大气中形成被称为“星斑”的暗区，或叫作“光斑”的更明亮的区域。当恒星围绕其轴自转时，从我们的角度看，亮区和暗区会穿过恒星的表面，从而导致恒星亮度产生周期性的变化。
太阳的亮度变化就来自这些区域的旋转和变化。太阳的自转周期大约可以认为在24天左右，它的亮度变化极其微弱。但即使是如此微小的亮度变化，也会对地球气候产生影响，或者甚至在更短的时间尺度上影响地球大气的化学。
我们对太阳黑子的观测可以追溯到1610年，以往的观测记录表明，太阳每11年就规律地经历一个周期，在一个周期内，黑子的数量交替达到最大值，然后几乎完全消失。
太阳黑子意味着更强烈的磁场活动，也就是说，太阳的磁场活动经历着周期性变化。当太阳黑子最普遍的时候，太阳就变得格外活跃，太阳耀斑和日冕物质抛射这种爆发更常见。这些活动都会对我们在地球上的生活产生重大的影响。它们能引发美丽的北极光，但也会扰乱卫星、破坏通讯和电力传输。
恒星的这种亮度变化可以帮助我们了解恒星周围的行星究竟有多宜居，比如，一颗非常活跃的恒星可能会用有害的辐射轰击它周围的行星。最近，一项发表在《科学》杂志上的新研究表明，太阳的磁场活跃程度明显低于其他类似的恒星。这或许说明，“步入中年”的太阳，也许正要进入一个更为平静的阶段。
开普勒空间望远镜在搜索系外行星的过程中，测量了150000颗亮度随时间变化的主序星。同时，ESA的盖亚任务以类似的高精度测量了恒星的运动和位置。在这项新的研究中，研究人员运用了开普勒望远镜4年的光度观测数据，结合盖亚的天体测量数据进行分析，找到了369颗“类日”恒星，它们的温度、质量、年龄、化学组成等基本特征与太阳都很相似，自转周期也和太阳接近，都在20到30天。
与此同时，团队重建了约140年的太阳总辐照度（TSI）数据，并在其中随机选取了10000个时长4年的片段，分析了太阳的变化情况。
将两者对比后，天文学家发现，“类日”恒星变化的平均值约0.36%。而太阳亮度的典型变化率仅为0.07%，最多的情况也不超过0.20%。前者几乎是后者的5倍。也就是说，大多数与太阳同类型的恒星比太阳更加活跃。
○ 太阳（A）和其他三颗“类日”恒星（B-D）的光曲线变化对比。大多类日恒星比太阳更为活跃。| 图片来源：参考来源[2]
那么，这是否意味着，太阳与同类别的恒星真的不一样呢？
天文学家知道，随着恒星年龄的增长，它们的自转会变慢，磁场活动减弱。到了某个时候，恒星可能会过渡到一个新的阶段，变得非常不活跃，但我们还不清楚这种变化会在什么时候发生。
也许太阳正接近它生命中的这个阶段，
或者也可能是，在这140年中，只是太阳活动的一个相对平静的时期，而它在其他时间更为活跃？天文学家还掌握了一些更大时间尺度的数据。从一些树木年轮和冰芯的放射性元素的测量中，我们可以追踪到过去9000年的太阳活动。而这些数据表明，太阳活动在这个时间尺度上也没有出现明显的变化。但领导研究的天文学家Tino Reinhold同样表示，“相比于太阳45亿年的寿命而言，9000年确实也算不上什么”。
我们确实还不清楚，太阳是否真的一直比其他同类型的恒星更不活跃，或者它活跃度变化的时间尺度更大，而我们还没有发现。
了解恒星的变化对评估系外行星的宜居性同样至关重要。在极端情况下，恒星耀斑可能会将原本宜居的系外行星的大气层剥离，使行星不再适合生命存活。例如，几年前发现的行星比邻星b就在其恒星比邻星的宜居带内。比邻星虽然是离太阳最近的一颗恒星，但它本身非常活跃，因此它周围的行星很可能都沐浴在恒星耀斑的辐射中。
这项新的研究可能表明，只有像太阳这样不太活跃的恒星，才有可能拥有宜居的系外行星。或许，我们应该感谢在所有的恒星兄弟姐妹里，太阳是“性格温和”的那一个。
参考来源：[1] https://theconversation.com/the-sun-study-shows-its-less-active-than-sibling-stars-heres-what-that-could-mean-137457[2] https://science.sciencemag.org/content/368/6490/518[3] https://physicsworld.com/a/sun-could-be-in-midlife-doldrums-survey-of-stellar-activity-reveals/[4] https://www.sciencenews.org/article/sun-less-magnetically-active-than-similar-stars
封面图来源：kareni/1235images / Pixabay
发表于 2020-5-10 02:45
收藏
分享