虽然我们在地球上很少注意到,但太阳其实持续不断地向太空抛射大量带电等离子体云。这种现象被称为日冕物质抛射,通常伴随着被称为太阳耀斑的突发闪光现象。当出现特别强烈的日冕物质抛射时,其影响范围可能足以扰动地球磁场,不仅会形成绚烂的极光,有时还会引发地磁暴,对卫星运行甚至电网系统造成干扰。

科学家认为,在数十亿年前太阳与地球都处于形成初期时,太阳活动远比现今剧烈。那个时期的强烈日冕物质抛射很可能影响了生命诞生与演化的环境条件。通过对类太阳年轻恒星——作为我们恒星早期形态的参照——的研究发现,这些恒星经常释放出比现代太阳观测记录中任何耀斑都更强烈的能量。
重现远古太阳爆发
早期太阳的巨型爆发很可能对地球、火星和金星的大气层产生过重大影响。然而研究人员至今仍未完全理解这些恒星爆发与当代日冕物质抛射的相似程度。尽管科学家近期已能从地面观测到日冕物质抛射中温度较低的等离子体成分,但要探测到远古时期预期存在的高速高能事件仍面临巨大挑战。
为探索这一课题,由京都大学的行弘研介(Kosuke Namekata)领导的国际研究团队着手论证类太阳年轻恒星是否会产生与当今太阳相似的日冕物质抛射。
行弘研介表示:“最启发我们的是那个长期未解的谜题——年轻太阳的剧烈活动如何影响形成初期的地球。通过整合日本、韩国和美国的空间与地面观测设施,我们得以重现数十亿年前太阳系内可能发生的场景。”
研究团队利用哈勃空间望远镜进行紫外线同步观测,同时通过日本和韩国的地面望远镜进行光学观测。他们的观测对象是类太阳年轻恒星EK Draconis。哈勃望远镜负责测量超高温等离子体发出的紫外线,而地面天文台则通过Hα谱线追踪温度较低的氢气。这种协同的多波段观测方式使团队能够同时捕捉日冕物质抛射过程中的高温与低温部分。
多温度太阳爆发的证据
观测首次揭示了EK Draconis存在多温度日冕物质抛射的证据。研究团队发现,加热至约10万开尔文的等离子体以每秒300至550公里的速度被抛射而出。约十分钟后,温度约1万开尔文的较冷气体以每秒约70公里的速度喷射。高温等离子体携带的能量显著更高,这表明远古时期频繁而强大的日冕物质抛射可能产生了强烈激波和高能粒子,足以改变或剥离早期行星的大气层。
其他研究也支持这一观点:高能太阳事件及其产生的粒子可能引发了产生生物分子和温室气体的化学反应——这些正是维持生命的关键要素。因此,这一发现深化了我们对太阳活动如何创造早期地球生命出现所需环境条件的理解,也可能适用于其他行星。
科学家强调,此项成果得益于全球合作以及空间与地面观测站之间的精准协调。
行弘研介表示:“我们欣慰地看到,尽管各国存在差异,但我们拥有通过科学追求真理的共同目标。”



