恒星和太阳物理学|研究更新
来源：中国数字科技馆
SOHO卫星上的极紫外成像望远镜（Extreme Ultraviolet Imaging Telescope，简称EIT）拍摄到的太阳黑子循环图，太阳的表面在不断地变化。最亮的图像出现在太阳黑子最大值，此时太阳磁场最强且处于高度动态。（图片来源：SOHO(ESA&NASA)）
这是天文学家们首次观测到一颗在进入低活动状态或稳定活动状态的恒星——这个阶段正如十七世纪后半叶太阳进入了著名的“蒙德极小值”时期。
宾夕法尼亚州立大学和利哈伊大学的安娜·鲍姆，利用香港威尔逊山天文台项目自1966年至2003年的观测数据（尽管鲍姆的团队没有获得1995年后的数据），结合凯克天文台自1996年运行至今的数据，整合了超过50年的观测数据，组织了一场针对59颗近似太阳的恒星的调研。
鲍姆的团队在恒星上寻找磁活动迹象——同样的活动会在太阳上产生太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射。他们通过观察每颗恒星的光谱中电离钙的吸收线来完成寻找工作。尤其是，钙H和K谱线对磁场的强度很敏感，使用所谓的s值来量化，s值代表H和K线中看到的强度的度量。s值越高，恒星的磁性越活跃。
将这些恒星与太阳进行比较，天文学家能够更好地判定太阳作为恒星的典型程度。太阳的磁性活动是由其11年的太阳黑子周期决定的。在鲍姆的团队调查的59颗恒星中，有29颗似乎也有星斑周期，其中可以测量出周期的有14颗。
“在这14颗恒星中，恒星的平均周期不到10年，与太阳的11年周期相似，”鲍姆在《物理世界》（physicsworld）中表示。然而，并不是所有的恒星都遵守这个时长。一颗被调查的恒星的耀斑周期不到4年，而另一颗名为HD166620的恒星周期为17年。
然而HD166620的耀斑周期已经是过去式了。介于1995年到2004年中的某个时间，HD166620的星斑活动完全停止了。
静默的恒星
（图片来源：Photo by NASA on Unsplash）
关于周期停止时间的不确定性是因为观测期间的仪器发生了更替——从威尔逊山调查转向加州行星搜索项目的过程中，加州起初使用的是HIRES光谱仪，这个设计不仅是为了寻找系外行星的径向速度信号，也能检测到更复杂的恒星光谱。HIRES光谱仪在2004年得到了升级，在那之后HD166620的平稳活动又变得明显了。
尽管如此，“HD166620已经被证明进行了超过十年的平稳活动，”鲍姆说。虽然错过了其平稳活动刚开始的时候，但“能看到它周期的更迭也是令人兴奋的”。
这种周期活动的恢复可能还需要一段时间。太阳的蒙德极小期从1645年持续到1715年，在此期间，太阳活动几乎完全跌落谷底。从1672年到1699年，被观测到的太阳黑子不到50个。与太阳正常的核磁活动形成对比：即使太阳在一个最不活跃的11年周期中，通常每年也有十几颗太阳黑子，在最活跃的时期则超过100个。
美国宇航局约翰逊航天中心的瑞奇·埃格兰（Ricky Egeland），他没有参与鲍姆的研究，他说：“在大约70年的时间里，太阳的磁循环基本上关闭了，然后又重新启动。”
周期变化的原因
（图片来源：Photo by Guillermo Ferla on Unsplash）
尽管埃格兰之前的工作发现了一些线索，但尚不清楚究竟是什么原因导致了蒙德极小期类型的事件，在与亚利桑那州空间科学研究所的特拉维斯·梅特卡夫（Travis Metcalfe）和夏威夷大学的詹妮弗·范·塞德斯（Jennifer van Saders）进行的一项研究中，他认为，恒星的旋转是揭开蒙德极小值神秘面纱事件的关键。
恒星在生命之初快速旋转，旋转速度在随后的一生中逐渐减慢，这一趋势在某种程度上影响了恒星磁场的产生。随着年龄的增长，蒙德极小值事件可能会变得更有规律，直到“恒星旋转演化的某个时刻，它们进入一个宏观上的最小值，从而永远不再回到活跃周期，”埃格兰（Egeland）解释说。因此，研究像HD1662620这样的恒星，将有助于天文学家更好地确定太阳的磁电机何时会永久关闭。“这可能还需要10亿年左右。”埃格兰指出。
同在调查中的其他恒星中，一些表现出混乱的活动，而另一些则完全没有活动。其中，一颗名为HD101501的恒星在1980年到1990年期间完全停止了磁性活动，然后又重新激活。在其他的调查研究中也发现了类似的昏睡恒星。恒星HD140538，被观察到从平稳活动到活跃周期的转变；恒星HD4916，其磁循环在逐渐减弱，但没有停止。然而，“据我所知，HD166620是我们明确观察到的首个刚刚进入最小值的恒星。”鲍姆说。
目前将进行进一步的监测以试图捕捉HD166620活动周期的恢复。宾夕法尼亚州立大学鲍姆的合著者之一杰森·赖特（Jason Wright）说，平稳活动期“在恒星的整体亮度上可能是可见的，我们将对此进行研究。”
作者：Keith Cooper
翻译：仇艳菲
审校：董子晨曦
引进来源：physicsworld
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