科学家们利用美国宇航局的γ射线暴快速反应探测器（Swift）捕捉到了人类有史以来观察到的最猛烈的耀斑爆发。所幸这个耀斑发生在距离地球135光年远的一颗恒星上。如果发生在太阳上，必将引发地球上的一场大灾难。发生耀斑的恒星有一颗距离很近的伴星。它们之间的相互作用导致恒星自转非常快，而正是快速的自转引发了如此猛烈的爆发。
美国宇航局的TRACE探测器在X射线波段观测到的一个太阳耀斑。Credit:
NASA/LMSAL 2005年12月，科学家们在飞马座II这个双星系统中观测到了一个耀斑，其中发生耀斑的恒星质量比太阳稍小，可是爆发的能量却是太阳上典型耀斑的上亿倍，相当于50万亿颗原子弹爆炸。我们应当庆幸太阳是一颗稳定的恒星，不会产生如此猛烈的耀斑，而135光年的距离对我们来说也足够安全。
从这次耀斑中，天文学家们获得了直接的观测证据，表明其他恒星上的耀斑爆发同太阳一样，起源于粒子的加速。马里兰大学和美国宇航局戈达德太空飞行中心的雷切尔·奥斯坦（Rachel Osten）今天在加州帕萨蒂纳召开的第14次冷星会议上宣布了这一发现。
“这个耀斑实在太剧烈了，一开始，我们还以为是一颗恒星爆炸。”奥斯坦说，“我们对太阳上面的耀斑已经有了相当程度的了解，但这只是一颗恒星上的。这次爆发第一次为我们研究其他恒星的耀斑提供了机会，我们可以好好观察，就如同发生在我们太阳这么近的距离上。”
太阳耀斑起源于太阳的外层大气——日冕。日冕的温度大约为华氏200万度，而太阳的表面——光球层的温度只有6000度。耀斑爆发时覆盖了大部分电磁波谱，从低能的无线电波段一直到高能的X射线波段。太阳耀斑的X射线发射只能够维持几分钟，而飞马座II的X射线竟然持续了几个小时。
耀斑产生于日冕中的电子暴雨般地落入光球的过程，在这个过程中，日冕中的气体被加热到只有太阳内部才有的高温。科学家认为，从日冕中穿越的磁力线发生扭曲、断裂，从而导致电子加速、产生耀斑。
飞马座II中产生耀斑的恒星质量为太阳的0.8倍，伴星质量为太阳的0.4倍，二者距离只有半径的若干倍。因此，在潮汐力的作用下，两颗星的自转都非常快，每7天就自转一周，比太阳28天的自转周期要短得多。快速的自转有利于耀斑的产生。
年轻的恒星自转比较快，耀斑也比较活跃，太阳早期也可以产生像飞马座II那么剧烈的耀斑。目前太阳正处于中年时期，年龄有50亿岁，而飞马座II的年龄起码要比我们的太阳年长10亿岁。“飞马座II中两颗星的轨道如此靠近，正是其扮演了活力源泉的角色，使老年恒星也能像年轻恒星那样自转、产生耀斑。”论文的合作者、戈达德太空飞行中心的史蒂夫·德雷克（Steve Drake）说。
飞马座II星耀斑爆发的一个重要发现就是探测到了高能X射线。γ射线暴快速反应探测器上的爆发预警望远镜平时是用来探测γ射线暴的，γ暴是目前已知的最猛烈的爆发，产生于恒星爆炸或者并合的过程。飞马座II的耀斑过于猛烈，导致爆发预警望远镜以为是一个γ暴，发出了错误的警报。而当Swift上的另一台设备——X射线望远镜对准它的时候，科学家们很快就得知这是一个截然不同的爆发。
SOHO卫星2003年10月在太阳上观测到的一次剧烈的耀斑爆发。注意这次爆发甚至让探测器屏幕上出现了雪花状的斑点。而飞马座II的耀斑比这还强数百万倍。Credit:NASA-ESA/SOHO/EIT
在这种情况下，高能“硬”X射线探测显示，电子加速产生了所谓的非热X射线，美国宇航局的拉马第高能太阳光谱成像探测器（RHESSI）在太阳耀斑上看到的情景就属此列。科学家们已经在其他恒星上观测了来自热辐射的低能“软”X射线，但从未在太阳以外的恒星上看到耀斑发出的硬X射线。由于硬X射线是在耀斑的早期阶段产生并将日冕中的气体加热的，因此它们能够揭示耀斑初期的一些宝贵信息。
如果太阳产生像飞马座II这样的耀斑，硬X射线会穿透地球大气层的保护，导致气候的巨变和物种的大规模灭绝。具有讽刺意味的是，尘埃凝聚形成行星、乃至生命，理论上需要这种爆发。而Swift的观测表明，这种爆发是可以发生的。
戈达德太空飞行中心Swift项目的科学家尼尔·格雷斯（Neil Gehrels）说：“Swift是为捕捉γ射线暴而建造的，然而我们现在可以利用它的速度来寻找超新星和恒星耀斑。我们无法预料耀斑会在何时产生，但是一旦发生，Swift就能迅速作出反应。”
奥斯坦的同事还包括：戈达德太空飞行中心的Jack Tueller和Jay Cummings，意大利空间局的Matteo Perri以及意大利国立天体物理研究所的Alberto Moretti和Stefano Covino。论文即将发表在《天体物理学报》上。
（全文完）